考虑材料非均匀性的Oyuk坝静动破坏模式分析与安全度评价

Oyuk坝是世界上仅有的两座百米级硬填料坝之一。在宏观均质假定的基础上考虑硬填料较为明显的细观非均匀性的影响,基于损伤本构模型对Oyuk坝在正常运行工况以及地震工况下的大坝工作性态进行了分析,采用水荷载与地震荷载超载法,探讨了Oyuk坝在静动条件下的破坏模式与安全度,并与弹塑性本构模型的计算结果进行了对比。研究结果表明:在正常运行工况以及OBE地震工况中,Oyuk坝基本全断面受压,坝体强度安全系数与抗滑稳定系数均较高,坝体基本处于弹性工作状态;大坝存在静力整体失稳的破坏模式,但对水荷载的超载安全度高,且抗震性能好;采用考虑细观非均匀性的损伤本构模型所得大坝的破坏过程与破坏形态比弹塑性模型的模拟结果更贴近实际。     

理正软件在尾矿坝坝坡稳定性分析中的应用

尾矿库中的尾砂不断的堆存,将逐渐形成高势能人造危险源,对下游人民造成严重威胁,尾矿库发生安全事故的一个重要原因是坝体浸润线过高,渗流量大造成坝坡稳定性下降。以河南省QSG尾矿库为工程背景,运用理正渗流计算软件对尾矿库正常水位和洪水水位两种工况下的坝体浸润线位置与渗流量进行了推求,并分析尾矿坝在正常运行、洪水运行和特殊运行三种工况下的坝坡稳定性,对尾矿坝不同工况下的坝坡稳定性做出评价。计算与分析结果表明,该尾矿库在不同工况下运行,浸润线相对较低,渗流量适中,坝坡稳定。     

满拉土心墙堆石坝坡稳定分析

为保证土石坝在自重、各种情况的孔隙压力和外荷载的作用下，具有足够的稳定性，采用了瑞典圆弧法和简化毕肖普法，并运用水科院土石坝稳定计算程序《ＳＴＡＢＩ》进行了粘土心墙堆石坝坝体稳定计算，在地震工况下采用了拟静力法进行坝坡稳定计算，计算结果，在正常蓄水位遇８度地震情况下，除上游坝坡为１：１．８５时坝局部不稳定外，其他工况下坝体稳定。     

腰坑水库均质坝渗流稳定安全评价分析

我国早期修建的水库均质坝大部分已进入"老龄化"阶段,坝体的渗流和稳定问题是水库正常运行关注的焦点.为了研究腰坑水库均质坝的渗流特征和坝坡稳定,采用理正岩土软件计算了在不同运行工况下该大坝的浸润线逸出点高程、渗透坡降以及上下游坝坡的稳定安全系数,结果表明:(1)在各运行工况下,该均质坝坝体的渗透坡降均小于允许值,浸润线逸...     

拱坝三维非线性有限元分析及整体安全度评价——以杨房沟水电站为例

采用三维非线性有限元法,模拟了杨房沟拱坝坝体、坝基岩体及主要断层结构面,对坝体进行了位移应力分析,并结合三维极限平衡法分析,对坝肩关键性的可能滑动块体进行了有限元法抗滑稳定分析,论证了两岸关键性的滑块抗滑稳定安全系数均满足设计要求。超载法计算分析成果表明,杨房沟拱坝起裂超载系数在1.6左右,拱坝强度超载系数为4.5~5.0,与国内同等规模拱坝水平相当。在地震作用下,拱坝变形和应力与国内同等工程相类似,坝肩可能滑动块体抗震稳定性满足要求。综上所述,杨房沟高拱坝在正常工况、超载工况及地震工况下均具有较好的整体安全性。     

满拉土心墙堆石坝坝坡稳定分析

为保证土石坝在自重、各种情况的孔隙压力和外荷载的作用下，具有足够的稳定性，采用了瑞典圆弧法和简化毕肖普法，并运用水科院土石坝稳定计算程序《ＳＴＡＢ１》，进行了粘土心墙堆石坝坝体稳定计算。在地震工况下采用了拟静力法进行坝坡稳定计算。计算结果：在正常蓄水位遇８度地震情况下，除上游坝坡为１∶１．８５时坝顶局部不稳定外，其他工况下坝体稳定。     

拱坝坝后电梯井结构应力变化规律研究

因拱坝坝后电梯井结构自身的特殊性,其应力沿高度变化规律与一般电梯井结构不同,目前大部分学者研究拱坝坝后电梯井时,对其内部结构进行了简化。采用ANSYS有限元软件分析电梯井无内部结构与增加内部结构在正常与地震工况下应力沿自身高度的变化规律。结果表明:当电梯井结构在正常工况和地震工况时,电梯井位于坝体内部结构主要为压应力,与坝体连接处拉应力较大,拉应力值沿电梯井高度逐渐降低。当电梯井模拟增加内部结构时,电梯井位于坝体内部结构压应力增加,与坝体连接处拉应力值降低。研究结果可为拱坝坝后电梯井设计提供参考。     

曼点水库重力坝非溢流坝段静动力分析

以三维有限元法为基础,对曼点水库重力坝非溢流坝段坝体及坝基位移场和应力场进行了静动力分析。探讨了在竣工工况、正常运行工况、非常运行工况下的应力、位移,并对计算结果进行详细分析,指出在几种工况下坝体应力绝大部分处于受压状态,坝趾、坝踵区局部出现了应力集中;在非常运行工况地震动荷载作用下,坝体最大动位移出现在坝顶,坝体局部出现了应力集中。评价了坝体的最不利受力工况,为重力坝抗震设计提供依据。     

基于动接触力法的拱坝坝肩抗震稳定有限元分析

本文提出了应用基于动接触力方法的显式有限元技术进行拱坝坝肩抗震稳定分析的新思路，给出了相关公式。新的分析方法，将坝肩岩体、地基、坝体和库水作为一个统一体系进行动力分析计算，能有效地考虑坝肩可能滑动块体与坝体的动力相互作用，较真实地反映拱坝和坝肩受到地震作用的实际状态，并对小湾拱坝坝肩震稳定进行了分析研究。结果表明：在设计正常水位情况，小湾拱坝的地震作用超载安全系数约为1.3；在设计地震作用下，小湾拱坝的“降强安全系数”仅为2.58，而仅考虑静载作用时，即使以拱坝坝端应力不超过静态抗拉强度作为达到极限状态的工程判别定量标准，其坝肩的静态“降强安全系数”也高达4.0以上。因此，地震的作用使安全系数有较大降低。小湾拱坝坝肩抗震稳定是安全的，但安全裕度不高。     

Hardfill 坝结构破坏模型试验研究

Hardfill坝是一种新坝型,有必要研究其结构破坏模式与破坏机理,评价结构安全度以促进新坝型的发展和应用。采用地质力学模型试验方法,进行了国内首次Hardfill坝破坏模型试验,分析大坝在外荷载作用下的变形、破坏特征及其演变过程。试验结果表明,Hardfill坝的破坏区域主要发生坝踵、坝趾及坝基面上,在超载过程中大坝经历了稳定、非线性变形以及失稳破坏3个阶段;大坝破坏模式为坝踵首先出现开裂,坝趾随即产生裂缝,最终坝体沿坝基面整体失稳,同时坝踵与坝趾附近部位开裂而形成了脱离坝体的三角形块体;坝踵、坝趾开裂超载系数K1=6.0～7.0,大变形超载系数K2=7.5～8.5,最终破坏超载系数K3=9.0～10.0。     

Seismic failure modes and seismic safety of Hardfill dam

Based on microscopic damage theory and the finite element method, and using the Weibull distribution to characterize the random distribution of the mechanical properties of materials, the seismic response of a typical Hardfill dam was analyzed through numerical simulation during the earthquakes with intensities of 8 degrees and even greater. The seismic failure modes and failure mechanism of the dam were explored as well. Numerical results show that the Hardfill dam remains at a low stress level and undamaged or slightly damaged during an earthquake with an intensity of 8 degrees. During overload earthquakes, tensile cracks occur at the dam surfaces and extend to inside the dam body, and the upstream dam body experiences more serious damage than the downstream dam body. Therefore, under the seismic conditions, the failure pattern of the Hardfill dam is the tensile fracture of the upstream regions and the dam toe. Compared with traditional gravity dams, Hardfill dams have better seismic performance and greater seismic safety.     

Hardfill坝结构破坏模型试验研究

Hardfill坝是一种新坝型，有必要研究其结构破坏模式与破坏机理，评价结构安全度以促进新坝型的发展和应用。采用地质力学模型试验方法，进行了国内首次Hardfill坝破坏模型试验，分析大坝在外荷载作用下的变形、破坏特征及其演变过程。试验结果表明，Hardfill坝的破坏区域主要发生坝踵、坝趾及坝基面上，在超载过程中大坝经历了稳定、非线性变形以及失稳破坏三个阶段；大坝破坏模式为坝踵首先出现开裂，坝趾随即产生裂缝，最终坝体沿坝基面整体失稳，同时坝踵与坝趾附近部位开裂而形成了脱离坝体的三角形块体；坝踵、坝趾开裂超载系数K1=6.0~7.0，大变形超载系数K2=7.5~8.5，最终破坏超载系数K3=9.0~10.0。     

基于三维地质力学模型试验的溪洛渡高拱坝坝肩稳定性研究

采用三维地质力学模型综合法试验,探讨在超载和强降的综合影响下溪洛渡高拱坝坝肩、坝基的稳定安全度;分析大坝及坝基、坝肩的变形分布特征,揭示大坝与坝基的变形过程和破坏机理。试验表明,在未计入渗压及地震荷载工况下,坝肩综合稳定安全系数为6.3;在超载情况下,坝肩变位不对称,坝肩破坏形态也不对称,总体上左岸比右岸破坏较重。在超载后期,受坝基附近层间、层内错动带的影响,坝基面径向变位较大,基础约束相对较弱,因此,加强对坝基的加固处理十分重要。     

Hardfill坝筑坝材料工程特性分析

Hardfill坝是一种新坝型,这种新坝型的基本特点是采用一种称为Hardfill的低强度筑坝材料。hardfill是利用在坝址附近易于得到的河床砂砾石或开挖弃渣等材料,加入少量水泥和水而获得的一种低强度筑坝材料。基于现有试验成果,对Hardfill材料工程特性进行分析。主要分析了Hardfill的本构关系、强度特性、渗透特性和热力学特性等。分析结果表明,Hardfill材料在工程上具有许多优良的性质,把低强度的hardfill材料与梯形hardfill坝结合起来,具有技术上和经济上的优越性,应用前景良好。     

Hardfill坝结构安全性分析

Hardfill坝是一种新坝型（该坝型在日本被称为CSG坝），其基本剖面为对称梯形，上游设混凝土防渗面板。从结构稳定的角度看，采用对称梯形剖面的Hardfill坝是一种安全稳定性较高的坝型。本文运用三维有限元数值模拟方法，对Hardfill坝的面板和坝体结构进行分析。研究结果表明，Hardfill坝的安全性，与面板坝和重力坝相比有很大的提高，是一种高安全性的坝型。     

基于NB35047-2015规范的锦屏拱坝抗震复核

能源行业标准《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB35047-2015)已于2015年9月1日颁布实施。介绍了依据该规范开展的锦屏一级高拱坝抗震安全复核工作。主要内容包括:基于设定地震的场地相关设计反应谱研究;采用动力拱梁分载法、线弹性有限元法和非线性有限元法,进行设计和最大可信地震作用下的应力和坝肩岩体动力稳定分析;在选定的人工地震波基础上,采用以基岩峰值加速度在设计地震基础上比例放大的方式,进行大坝地基系统在超设计地震荷载下的地震超载能力分析。复核分析表明,锦屏一级高拱坝具有较高的抗震潜力;设计地震和最大可信地震作用下,坝体抗压强度安全满足现行抗震规范要求,且抗压强度安全有较大安全裕度,坝体拉应力基本未超过混凝土容许的应力范围,仅局部应力集中部位拉应力较大,能满足校核地震作用下"不溃坝"的设防要求。     

混凝土大坝的抗震安全评价

本文论证了混凝土大坝重点是高拱坝的抗震安全评价的实践与发展现状。现有的评价准则主要依据混凝土的强度，特别是抗拉强度来判断大坝的安全性。大坝的应力计算则以弹性动力分析为基础。各国规范关于地震设防水平和大坝的容许拉应力数值有很大差别，表明认识上的不一致。事实上，由于各坝坝高、坝型、地形、地质条件不同，地震时坝身中某一部分产生的最大拉应力不足以全面反映大坝的抗震安全性。混凝土的动态强度是大坝抗震安全评价中的一个薄弱环节。大坝抗震设计中目前只依据Raphael进行的局部加载速率的试验结果选取混凝土的动强度。实际上，地震作用下，不同的坝不同部位的应变速率是不相同的，而且混凝土的动强度还和应变历史、初始静抗压强度、含水量以及尺寸效应等许多因素有关，有待作深入研究。在以上分析基础上，文中建议了混凝土大坝抗震安全评价的合理方法以及进一步的研究方向。     

刘家箐水库大坝安全性分析

在高震区易液化的全风化花岗岩地基上修建心墙堆石高坝,用于防渗的土料为易液化低粘粒含量的全风化花岗岩砂土,基础及坝体的动力安全性是坝体设计中的关键问题.通过采用各筑坝料的静、动力试验研究成果,对大坝典型设计剖面进行了静、动力有限元数值分析,对坝体安全性进行了论证,结果表明:坝体在静力荷载作用下是安全的;坝体在动力荷载作用下,若遇8度地震,上游坝脚处的基础全风化砂层和坝体上游面残坡积土斜墙防渗体可能发生液化,下游坝脚剥离弃料坡面可能发生剪切破坏,将影响大坝的稳定安全.     

园满贯拱坝坝基(肩)破坏模式及稳定性研究

采用三维非线性有限元法,对园满贯RCC拱坝进行破坏模式及稳定性的研究,确定出坝基(肩)的点强度储备安全系数,以及在超载法和综合法下的破坏模式及稳定安全系数。结果表明:该拱坝安全系数满足工程要求,但温升温降荷载对坝体变位和坝身应力影响显著。