不同基座高度对沥青混凝土心墙堆石坝受力特性的影响研究

为研究不同基座高度对沥青混凝土心墙坝受力特性的影响,采用邓肯-张E-B模型作为坝体及心墙的本构模型,对大坝施工和蓄水过程进行模拟,并依据基座与心墙的高度关系拟定5种计算方案,对比不同基座高度下堆石体和心墙的受力特性。结果表明,基座越高,大坝堆石体竖向位移及第一、三主应力越小,而心墙第一、三主应力越大,竖向位移则随基座增高而减小。在此基础上,利用熵值法构建了基座影响定权模型,量化了基座高度变化对大坝不同部位的影响程度：基座高度变化对心墙的影响(权重56.06%)最显著,建议工程设计和安全评价需要考虑基座高度发生变化时对心墙第一主应力状态的影响。研究成果可为沥青混凝土心墙堆石坝工程设计和施工提供参考依据。     

深厚覆盖层上心墙堆石坝坝基廊道应力变形分析

基于金平水电站沥青混凝土心墙堆石坝,采用子模型法对廊道在设、不设横缝情况下的应力变形进行了比较分析,计算中坝体材料采用邓肯一张E-B本构模型模拟,横缝采用有厚度的节理单元模拟.结果表明,廊道设横缝能起到缓解拉应力的作用.     

官帽舟沥青混凝土心墙混合坝应力变形分析

根据四川官帽舟水电站工程实况,建立了沥青混凝土心墙混合坝的三维非线性静力有限元分析模型,对大坝填筑和水库蓄水过程进行了仿真模拟,研究了坝体和沥青混凝土心墙在竣工期和蓄水期的应力变形特性.考虑实际施工影响,分析了坝体材料参数的敏感性.计算分析表明,符合100 m级堆石坝竣工期的沉降规律,坝体填料和心墙材料强度满足要求.     

西龙池面板堆石坝应力变形三维有限元分析

分别采用邓肯E-B模型和沈珠江双屈服面模型模拟堆石坝体、利用线弹性模型模拟沥青混凝土面板进行有限元变形及应力计算分析,并对两种不同模型在竣工期和蓄水期坝体堆石和面板的应力变形规律进行了比较.结果表明,对外凸反拱曲线型面板堆石坝,邓肯模型计算的面板拉应力较大与实测不符,而弹塑性模型的计算结果则较合理.     

高沥青混凝土心墙混合坝地震永久变形特性

基于坝体堆石料和沥青混凝土的三轴动力试验资料,构建了坝体填筑料的残余变形经验模型和沥青混凝土的动力本构模型,采用三维有限元法建立了某沥青混凝土心墙混合坝的静动力有限元计算模型,并计算分析了坝体的地震永久变形及不同填筑料对坝体地震永久变形的影响.结果表明,沥青混凝土心墙具有良好抗震性能,原设计方案坝体的永久沉降符合大坝地震永久变形的一般规律,根据坝址料源的实况采用原设计方案更合理,可供借鉴.     

面板坝堆石体蠕变量数学模型的原型验证

研究面板堆石坝堆石体的蠕变变形对于维持大坝安全稳定运行有重要意义。为寻找最理想的堆石体蠕变模型并确定其模型参数,结合五座面板堆石坝工程实例,对三种常用堆石体蠕变模型进行了原型验算和比较。结果表明,指数模型计算的蠕变量最接近实际情况。最后分析了指数模型的参数确定方法,得到较为合理的结果,可为其他堆石坝的沉降量估算提供参考。     

金佛山沥青混凝土心墙堆石坝坝坡稳定性分析

以重庆金佛山沥青混凝土心墙堆石坝工程为例,同时考虑非线性及线性强度指标,采用极限平衡法分析了大坝竣工期、蓄水期、水位骤降期及地震作用下的坝坡稳定性。结果表明,该堆石坝在7种计算方法下坝坡安全系数均满足规范要求,采用非线性强度指标时危险滑弧深度贯通,计算结果合理。     

某沥青混凝土心墙堆石坝变形特性分析

高坝大库水电站中沥青混凝土心墙堆石坝所处地形地质环境复杂、心墙单薄、荷载大、应力水平高以及大坝渗流与变形机理复杂,因而大坝的运行安全掌控与评价难度很大。为此,结合已建的某高沥青心墙堆石坝工程,研究原型观测特性及三维应力变形规律,并将数值模拟结果与原型观测数据进行比较。结果表明,坝体最大沉降为1.56m,发生在约为坝体1/2高程处,最大沉降约为坝高的1.2%;大坝变形特性符合心墙堆石坝变形的一般规律,大坝右岸沉降变形较左岸大,整体而言,大坝变形趋于稳定,数值模拟与原型观测数据基本一致。     

克孜加尔沥青混凝土心墙坝应力变形研究

基于E-μ模型,并以克孜加尔沥青混凝土心墙堆石坝为例,采用三维非线性有限元法计算了竣工及蓄水期的应力变形,分析了参数的敏感性,探讨了心墙底部基座的布置型式对心墙应力及变形的影响。结果表明,克孜加尔心墙坝坝体及心墙应力变形均在合理范围内,并获得了心墙参数的取值与坝体应力变形的规律。     

特高心墙堆石坝建设中值得关注的几个问题

基于已建工程经验、试验研究、坝料施工填筑质量检测、大坝变形监测数据分析等,并结合300m级RM特高心墙堆石坝工程建设面临的技术挑战,研究认为特高心墙堆石坝建设中的堆石体填筑质量控制标准、超大粒径堆石料室内缩尺试验精度、特高心墙堆石坝长期运行安全等几个问题值得关注。建议堆石体填筑采用孔隙率和相对密度双控标准,将现场试验和室内试验手段相结合研究超大粒径堆石料缩尺效应试验问题,可从理论上实现特高堆石坝变形协调与预测的准确控制;低频高水位变幅条件下特高堆石坝的长期变形机理较为复杂,需进一步深化研究库水位消落带变应力工作条件下往复循环荷载变形、流变和湿化问题。     

深覆盖层土石坝三维有限元应力应变分析

采用邓肯张E-B非线性模型对某深覆盖层坝基上沥青混凝土心墙土石坝进行了三维有限元应力应变分析,采用无质量地基模拟坝基和山体对坝体沉降变形和应力的影响,给出了深覆盖层上坝体的应力和变形特点,特别是沥青混凝土心墙上的应力、位移分布特点,为大坝的安全设计提供理论依据。     

去学沥青混凝土心墙坝高基座体型研究

依托坝高173.2m的四川去学沥青混凝土心墙堆石坝,介绍了一种基于高基座的沥青混凝土心墙坝型,通过对该坝进行二维有限元计算,分析了混凝土高基座的应力分布规律。在此基础上,对原设计方案进行了优化。结果表明,采用优化的基座体型后,混凝土基座的最大压、拉应力均大幅降低,最大拉应力降低近70%。去学沥青混凝土心墙堆石坝的成功建设,对今后类似工程设计具有重要参考价值。     

配筋和填筑顺序对三板溪堆石坝的影响

采用有限元数值分析方法和引入邓肯-张E-B非线性弹性模型，对三板溪堆石坝的坝体变形、施工顺序和面板配筋进行了详细分析，由于坝体次堆石区的填筑料远比主堆石区差，导致下游坝体的水平位移大于上游坝体，最大垂直沉降区域偏向于下游坝体；实际坝体填筑顺序有助于减少坝体向下游的水平位移，加速次堆石区在施工期的沉降，从而减轻坝体沉降对面板的影响；双层配筋方案能大大改善面板的应力应变状态，减少面板的结构性裂缝，同时还能减少面板表面的温度裂缝。     

海甸峡面板堆石坝高趾墙性态计算研究

根据初步设计布置方案，对海句峡面板堆石坝及其高趾墙的工作性态进行三维有限元计算研究，详细分析了高趾墙的变形、应力等工作性态，论证了高趾墙设计方案的合理性。     

高心墙堆石坝混凝土垫板应力分析及分缝设计

心墙堆石坝坝基混凝土垫板应力值较高,垫板有可能开裂而导致心墙与垫板接触渗流破坏。以高261.5 m的糯扎渡土质心墙堆石坝为模型,通过三维有限元计算分析,研究了高心墙堆石坝混凝土垫板的受力机理、应力分布规律及合理的分缝方式,得出垫板在顺坝轴线方向总体处于压应力状态而在垂直于坝轴线方向会出现明显拉应力,由此提出在反滤层与心墙交界部位及在顺坝轴线方向主动设置结构纵缝的工程措施,从而大幅降低垫板拉应力,避免了垫板开裂。     

地震作用下心墙堆石坝动力响应分析

以西部地区某心墙堆石坝工程为例,在对大坝进行三维非线性静力分析的基础上,采用非线性动力有限元 法对心墙堆石坝在地震作用下的响应做了数值分析研究,获得了坝体动应力、动位移、加速度等分布规律,并评 价了土石坝的抗震安全性,为工程设计提供了参考依据。     

金佛山沥青混凝土心墙堆石坝地震反应三维有限元分析

针对金佛山沥青混凝土心墙堆石坝的特点,采用三维非线性动力有限元法进行了地震动力反应分析,重点研究了坝体在地震荷载作用下的加速度、动应力、地震永久变形的变化规律和分布。结果表明,加速度在坝顶附近达到最大值,存在明显的鞭梢效应;动应力在坝体分布较均匀;坝体永久变形不大。可见大坝整体抗震性能较好,满足给定地震作用下的抗震安全性要求。     

挤压边墙对面板堆石坝结构性态的影响分析

为深入了解挤压边墙施工对面板及堆石体应力和变形的影响,以柬埔寨某混凝土面板堆石坝为例,采用三维非线性有限元法建立了坝体三维有限元模型,对比分析了采用传统施工法与挤压边墙施工法时大坝应力和变形的变化规律,研究了挤压边墙对堆石体和面板应力和变形的影响。结果表明,正常蓄水位工况下采用挤压边墙施工对堆石体的应力和变形影响不明显;混凝土面板的顺坡向压应力减少约400kPa,拉应力区明显减小,拉应力值减少约800kPa,面板挠度减少约20mm,可见面板的受力状态和挠度有较大改善。     

土石坝施工模拟中填筑层数的选取

鉴于土石坝施工仿真中分层填筑层数对坝体沉降的影响很大,选取不同高度的土石坝,将同一土石坝分成不同层数填筑,并采用有限单元法模拟施工过程,通过选择不同筑坝材料及地基材料,对比分析了采用不同填筑层数时坝体施工完成后的最大沉降值及最大沉降发生的部位,从而对填筑层数的选取给出建议,即中低高度的土石坝分15~20层填筑、高坝分25~30层填筑比较合适。