大河水电站深覆盖层上面板堆石坝变形和应力性状分析

国内外已建成的在覆盖层上坝高超过50 m面板堆石坝的工程实例并不多,设计和施工上也还没有形成成熟的经验。拟建中的大河面板堆石坝坝高为50.8 m,位于20～37 m深的砂砾石覆盖层上。该坝最右侧以一块41.7 m高混凝土面板与山体垂直相连接,左侧以15.3 m高趾板与山体垂直相连接,此山体地形条件及相应的如此高的垂直接缝布置方案明显不同于覆盖层上的其它面板堆石坝。设计者担心这两处周边缝的止水结构会因接缝的变形较大而破坏。为此,需进行三维应力变形分析。采用先进的网格离散技术建立了包含四周山体及覆盖层在内的面板堆石坝三维有限元巨型网格,共剖分19250个单元。计算程序中采用了与此巨型网格相适应的有限元加速计算技术,使计算机时从40 h缩短为20 min,从而很快得到了大坝的应力变形性状以及防渗体系接缝的最大变形值,为大坝最终设计方案的确定提供了有力的支撑。     

水布垭面板堆石坝应力变形监测资料分析

土的本构关系、土与结构物相互作用机理、土工数值分析方法始终是土力学研究的核心问题,高面板堆石坝作为一个典型的土工构筑物,其应力变形实测成果对于研究上述问题是非常有意义的。依据水布垭面板堆石坝的监测资料,对高面板堆石坝的坝体变形、面板应力及面板缝的变形进行了系统分析,为堆石料本构模型的研究、堆石坝的应力变形数值分析及设计提供参考。     

芭蕉河混凝土面板堆石坝应力应变研究及稳定性分析

通过建立描述面板堆石坝的应力变形的实用数学模型,运用适合于该数学模型的有限元计算程序,对应力变形问题进行模拟,从而确定应力的特征值以及工程的控制部位。经过计算分析,该堆石体的整体稳定性较好。     

强震区高面板堆石坝静力和动力应力变形性状

采用三维有限单元法对强震区高面板堆石坝在施工填筑、蓄水运行和地震情况下的应力变形性状进行了仿真计算,指出在地震时高面板堆石坝的静力和动力应力变形性状的一般规律,并提出了相应的抗震工程措施。     

混凝土面板堆石坝的蓄水变形分析

<正> 总结混凝土面板堆石坝(以下简称面板坝)的观测资料可得出其运行特性有如下几点:1.蓄水期的“视模量”要比施工期大得多(一般要大1.5-3倍左右)。2.沿坡面向靠坝顶以及周边缝附近有一定的拉应力区域,其它部分整体上都是受压的,并随时间的延续,压应力增加。3.面板和堆石体在水荷下相互作用的结果是使上游坡的位移(仅由水荷引起)基本上垂直于上游坡面。     

修正邓肯模型及在面板堆石坝应力与变形分析中的应用

堆石料本构模型的选择对于合理预测堆石坝在施工和蓄水加载中的应力与变形性状是非常关键的,堆石坝的蓄水加载,导致单元应力状态发生改变,试验研究表明此路径堆石体的变形模量与施工加载路径下显著不同,简便而实用的邓肯模型能够反应土体的主要性质,并通过引入加载函数的加卸载准则来反映堆石体经历蓄水后刚度增加的模式,计算表明,该计算模式往往得到较大的变位,当卸载时直接采用卸载弹性模量,再加载时采用过渡的模式,并考虑加卸载对体积模量的影响,将此修正的邓肯模型用于板堆石坝的三维静力计算中,计算得到的面板的变形和应力结果相对较为合理。     

混凝土面板堆石坝三维有限元静力分析

混凝土面板堆石坝在坝工建设中具有一定的优势,采用非线性有限元分析软件ABAQUS,坝体材料用邓肯—张本构来模拟,分别对面板堆石坝竣工期、正常蓄水位和水位骤降三种工况下的应力和应变进行了有限元分析,计算结果表明,均满足工程要求,并对类似工程具有一定的参考价值。     

考虑流变效应的高心墙堆石坝应力变形分析

采用三维有限元法对某高心墙堆石坝的应力变形进行了计算分析,数值结果表明,大坝的应力变形值在合理范围内,基本稳定期的坝体沉降约占坝高的1．07％,该心墙堆石坝的位移及应力分布符合心墙堆石坝应力变形的一般规律。     

深覆盖层上面板堆石坝防渗墙应力变形性状影响因素的研究

采用数值分析方法对深覆盖层上混凝土面板堆石坝的防渗墙应力变形性状进行了研究。研究了覆盖层特性、防渗墙混凝土特性、防渗墙施工顺序、防渗墙与坝趾之间距离和防渗墙形状对于面板堆石坝防渗墙应力变形性状的影响。总结出一些规律并提出相应的工程建议。     

混凝土面板堆石坝有限元地震分析

基于Newmark逐步数值积分法对地震作用下面板堆石坝动力方程进行求解,结合河床典型剖面进行平面静动力有限元分析,计算地震工况下坝顶加速度、坝顶放大系数及震后残余变形,并对其进行分析评价。     

Three-dimensional seismic response analysis of a concrete-faced rockfill dam on overburden layers

Reasonable seismic response analysis of a high rockfill dam is of great engineering significance in guiding its design and ensuring its seismic safety during operation, especially of a concrete-faced rockfill dam (CFRD) on overburden layers. The three-dimensional seismic behavior of the Miaojiaba CFRD is simulated and analyzed by the finite element method (FEM). The results indicate that: 1) the amplification coefficient along the dam axis gradually increases with the altitude, and reaches maximum at the dam crest; 2) the vertical residual deformation mainly exhibits downwards and reaches maximum near the dam crest; 3) the earthquake significantly aggravates the deformation of peripheral joints; 4) the impounding condition and overburden characteristics have great effects on the dam’s seismic response.     

高面板坝全寿命周期变形控制方法及应用

高面板坝的变形对面板的安全运行有着特别重要的影响,国内外已建的高面板坝工程中,因坝体变形大导致防渗面板挤压破损,坝体渗漏量大的实例较多,不得不降低水库水位进行修复处理,造成较大的经济损失乃至给大坝的长期运行留下安全隐患。通过发生挤压破损的实例分析,发现变形控制缺乏系统性是发生面板挤压破损的主要因素,为预防面板破损,系统提出了“控制坝体总变形,转化有害变形,适应纵向变形”的坝体变形控制方法,并在使用软硬岩混合料筑坝的董箐面板堆石坝中得到的应用,取得了良好效果,该工程运行至今达十余年,未见面板有挤压破损迹象,该方法对建设200 m以上乃至300 m级超高面板坝具有重要借鉴意义。     

某面板堆石坝温度应力分析与裂缝控制研究

针对可能导致面板出现裂缝的各种因素,对某面板堆石坝建立三维有限元的数值分析模型,采用邓肯—张E—B模型模拟堆石体的本构模型,模拟分析了在影响施工过程中温度及温度应力的各项因素下混凝土面板内温度及温度应力的变化过程,并模拟分析了草席保护和泡沫保护两种措施对面板温度应力的影响,分析结果表明,采取表面保护措施可以有效地削减气温骤降时面板的降温幅度,从而降低混凝土内的拉应力。     

砌石面板坝变形的数值模拟

针对砌石面板坝的特点,采用离散元法对某砌石面板的变形进行了模拟,计算结果表明砌石面板坝的变形与一般堆石面板坝的变形有很大的不同,砌石面板坝的计算表明,该坝基本上不存在倾覆破坏的可能,水平滑移和整体滑移都有较高的安全系数.     

面板堆石坝变形监测研究(英文)

面板堆石坝的安全依赖于良好的设计、施工和在大坝施工及运行期的实时监测,土工监测技术和测绘技术可以用来监测大坝位移,并对大坝的非正常变形提供预警。面板堆石坝一般在施工期和蓄水期会发生较大变形:在施工期,堆石体和上游面板会因为自重而相互积压发生变形;在蓄水期,堆石体和上游面板会在水压力的作用下发生变形。为了保证面板的整体性和大坝安全,特别要防止面板的变形超过其最大允许变形。由于对筑坝材料参数的不完全可知性和计算理论的不完善,必须对大坝及其周边变形进行严密监测以预防大坝发生较大变形。应用有限元方法对中国某面板堆石坝位移变化进行研究。     

Stress-strain analysis of Aikou rockfill dam with asphalt-concrete core

Aikou rockfill dam with asphalt-concrete core is situated in a karst area in Chongqing City, China. In order to study the operative conditions of the rockfill dam, especially those of the asphalt-concrete core, the Duncan model is adopted to compute the stress and strain of both the rockfill dam and the asphalt-concrete core after karst grouting and other treatments. The results indicate that the complicated stress and deformation of both the dam body and the core are within reasonable ranges. It is shown t...     

土心墙堆石坝坝顶裂缝扩展有限元模拟

基于ABAQUS计算平台,采用扩展有限元方法对某土心墙堆石坝坝顶裂缝的发生及扩展情况进行了模拟,针对含初始裂缝的简化平面有限元计算模型,得到了以下结论:坝顶裂缝的产生原因主要是上下游的不协调变形,上游坝壳的湿化变形会加剧此不协调变形;坝顶裂缝多出现在心墙下游侧,其扩展的方向为朝下游侧且与水平面呈45°左右夹角,初始裂缝的长度对裂缝扩展方向影响较小;开发编制了求裂纹扩展长度及开度的插件,以靠近心墙中心的初始裂缝为例,在库水压力及湿化作用下,裂缝扩展的平均长度为2.5 m,裂缝平均张开距离为0.18 m;初始裂缝越靠近心墙中部,裂缝扩展长度及开度越大。设计及施工中在加强接触部位碾压质量的同时应注重坝顶心墙中部的压实质量以减小坝顶裂缝发生的危害。