三岔河水库拱坝应力分析与体形适应性复核

三岔河水库混凝土双曲拱坝坐落于隐裂隙发育的中硬岩上,坝高75m,弧高比2.71,厚高比0.203,坝体混凝土总方量仅为10万m3,为薄双曲拱坝。为了验证该坝体形设计合理性和结构安全性,分别采用基于拱梁分载法的ADAO程序和基于有限单元法的ANSYS软件对拱坝应力进行了系统的计算分析,并选取封拱温度、温度荷载、基岩变形模量等影响坝体应力分布的主要因素进行了拱坝体形适应性复核。分析结论表明:拱坝应力满足规范要求,拱坝体形设计较为合理,可供类似工程参考。     

基于正交试验法的邓肯-张E-B 模型参数敏感性分析研究

邓肯-张E-B模型能反映堆石料不同围压下的应力变形关系,在混凝土面板堆石坝应力变形数值计算中得到了广泛的应用。本文基于正交试验法,以混凝土面板堆石坝为例,进行了邓肯-张E-B模型参数对坝体竖向位移、上下游水平位移的敏感性分析。研究结果表明：邓肯-张E-B模型参数中的初始体积模量基数、初始内摩擦角、初始弹性模量基数对坝体竖向位移的敏感性相对较大;初始内摩擦角、初始弹性模量基数、破坏比对坝体向上游水平位移的敏感性相对较大;初始体积模量基数、初始内摩擦角、初始弹性模量基数对坝体向下游水平位移的敏感性相对较大;模型参数取值对向上游水平位移的影响最为显著;体积模量指数、摩擦角中的减少值、弹性模量指数对坝体变形计算结果的影响相对较小。本文的研究方法及成果可以为面板堆石坝邓肯-张E-B模型参数选取提供参考。     

基础变形模量不确定条件下的拱坝体形稳健可行性优化设计

针对拱坝在具体实施时,基础变形模量等设计参数常常与设计取值有所差别的问题,为了使拱坝优化设计体形能够适应设计参数可能发生的变化,基于最大波动分析方法讨论了考虑设计参数不确定性时的稳健可行性约束条件;建立了基础变形模量不确定条件下的拱坝体形稳健可行性优化设计模型。对某拟建椭圆线型拱坝进行的优化设计表明,优化体形的坝体体积比初始设计体形减小了3.31%,而且优化体形能够很好地适应基础变形模量的不确定性,在基础变形模量的可能变化范围内坝体应力均能满足设计要求。     

高拱坝体形设计中分析及优化

拱坝是一个空间壳体结构,作用在坝上的外荷载主要通过拱梁的作用传至两岸山体,依靠坝体混凝土的强度和两岸坝肩岩体的支承,保证拱坝的稳定。拱坝体形设计主要是依据地形、地质、荷载等设计条件,确定坝体的形状和尺寸,坝体应满足应力控制标准,并力求混凝土方量较省。文章介绍了高拱坝建基面、坝基变形模量、拱圈参数、封拱温度的选取以及对体形设计、坝体应力的影响,为类似拱坝体形设计提供参考。     

几个参数对拱坝温度及应力影响的研究

构皮滩拱坝是目前世界上在建的高混凝土拱坝之一,由于构皮滩工程规模大,施工技术复杂,对坝体进行温度应力仿真计算,分析研究各种不同参数对坝体温度及应力的影响,对搞好大坝的温控设计,保证工程施工质量和进度具有重要意义。影响坝体温度场及温度应力的参数很多,通过全过程模拟混凝土拱坝施工过程,采用三维有限元法计算分析了混凝土绝热温升、弹性模量及封拱前残余温度应力对坝体温度及应力的影响。研究结果表明：绝热温升的变化对坝体早期最高温度有很大的影响作用;弹性模量与温度应力基本上成线性关系;考虑施工期温度残余应力后,所计算的各项应力指标总体上比按拱坝规范算法计算的坝体运行期综合应力偏大。     

龙滩水电站坝顶变形过小原因分析

监测资料显示,龙滩水电站坝顶变形明显小于其他同类型碾压混凝土坝。为探究其原因,采用有限元进行了坝体弹性模量反演以及温度和体形(刚度)敏感性分析。结果表明,坝体和坝基弹性模量均在正常范围内,温度对坝顶变形有一定影响,坝体体形(刚度)对坝顶变形影响较大,坝体体形较厚是龙滩水电站坝顶位移变幅较小的主要原因。     

高拱坝建基面岩体及坝体混凝土参数的合理选用研究

拱坝体形优化设计是一个重要课题,现在普遍的做法是采用拱梁分载法,主要参数包括建基面岩体和坝体混凝土的力学、热学参数,其取值准确性与拱坝体形设计合理性直接相关。以严寒地区某167.5 m高拱坝为例,提出采用敏感性分析方法,对建基面岩体和坝体混凝土的主要参数选用的合理性进行研究,保证拱坝体形设计的合理性。     

动态弹性模量变化对拱坝动力反应的影响

现行水工抗震设计规范规定,大坝混凝土动态弹性模量在静态弹性模量基础上提高30％,对岩体动态变形模量的取值并无规定,现行工程实践中岩体动态变形模量通常在静态变形模量基础上提高30％。根据国内外最新研究成果修编中的新规范拟规定：大坝混凝土动态弹性模量在静态弹性模量基础上提高50％,岩体动态变形模量取为静态变形模量。本文针对新规范的这一变化,结合不同高度的拱坝,从大坝白振特性、动位移、动应力及静动综合应力诸方面进行比较分析,论证混凝土两种动弹性模量以及基岩两种动变形模量取值的影响。结果表明,坝体动弹模从30％提高到50％以及基岩动变模是否提高30％对坝体动力特性和地震反应影响不大。     

碾压混凝土坝温度线膨胀系数反演分析

根据碾压混凝土坝实测温度资料,研究了坝体综合双向异性温度线膨胀系数的优化反演方法,在此基础上,依据变形等效原理和串并联理论,推导了层面影响带的温度线膨胀系数的计算公式。算例计算结果表明,用本文方法计算得到的参数值符合大坝运行的实际情况,层面影响带的存在对碾压混凝土坝的温度应变有一定的影响。     

温度监测层数对坝体线膨胀系数反演影响

以函数拟合法、温度位移基本原理以及应用相关的数学计算方法进行分析解释坝体混凝土线膨胀系数的调整参数与反演的线膨胀系数出现一定差异呈现一定的规律性并通过实例计算予以验证。得出随着温度监测层数的增多,所反演得出的坝体混凝土线膨胀系数逐渐趋近真值,该结论对坝体材料性态参数的综合分析以及大坝相关方面安全评价具有参考价值。更多还原     

基于质量检测与安全监测数据的补强拱坝弹性模量反馈

针对施工期进行补强加固处理的高拱坝在长期服役后真实材料力学参数是否满足设计要求的问题,本文依托某施工期补强碾压混凝土拱坝工程,首先采用钻孔取芯、大坝弹性波CT及表面波法(SASW)和现场普查相结合的方法进行大坝混凝土质量检测;进而基于变形监测资料对拱坝的实测位移进行定性分析;然后通过建立径向位移统计模型进行定量分析;接...     

基于果蝇-BP神经网络算法的大坝力学参数反演

采用果蝇算法与BP神经网络方法结合进行混凝土重力坝弹性模量反演分析,使得反分析出的坝体和坝基弹性模量更精确、效率更高。分析表明:果蝇-BP神经网络算法的精度优于纯粹的BP神经网络算法,对坝体和坝基的材料参数进行反演分析可以更准确、更全面地了解坝体和坝基材料情况,可为工程的设计和施工提供一定的参考信息。     

地基弹性模量对拱坝坝体应力的影响研究

为了探究地基弹性模量对拱坝的影响,通过改变地基弹性模量的大小,研究坝体与地基接触部位的应力变化情况。采用ANSYS有限元分析法,建立拱坝整体有限元模型,选取正常蓄水加温度荷载的工况进行计算。结果表明:随着地基弹性模量的增大,坝体与地基相交处的最大主拉应力和最大主压应力均呈逐渐增大的趋势,但两者的变化幅度均逐渐变缓慢。该研究结果可以为拱坝坝址的选取提供一定的参考作用。在距离坝体边缘大于20 m(约为0.14倍坝高)时,地基的弹性模量对拱坝坝体应力应变的影响就会变得很小,这可以为改善坝基地质条件而采取的地基处理范围提供一定参考。     

混凝土拱坝线性开裂随机分析与非线性强度分析

将拱坝坝体与地基当作一个藉连的体系，建立三维线弹性与非线弹性力学模型，引入随机变量，对该模型进行随机分析。结合某双曲混凝土拱坝的算例，给出了拱坝开裂单元的位置和开裂顺序，指出单元进一步开裂的可能性很小，坝踵处4单元开裂后，将使坝体应力状态得到改善，故在坝踵部位设置底缝等工程措施十分必要。算例还表明，在对拱坝进行应力分析时，可用线弹性开裂分析的应力结果代替非线弹性的分析。     

大塅水电站溢流坝段混凝土徐变试验研究

本文在试验基础上对大塅溢流坝段混凝土的徐变、弹性模数、瞬时弹性变形,松驰系数、线膨胀系数进行了研究和探讨,并给出了弹性模数、徐变度及松驰系数计算公式,其试验研究成果可供溢流坝段进行应力分析之用。     

大营水库碾压混凝土双曲拱坝优化设计研究

大营水库大坝是一座采用碾压混凝土技术的双曲变厚变曲率拱坝,最大坝高67 m,坝基地质条件较复杂,需要在施工阶段进行深入研究。借鉴国内外拱坝设计和建设施工经验,结合ADASO拱坝体形优化电算程序,对大营水库大坝体形、坝体结构、大坝应力、坝肩稳定性、基础处理等进行了详细分析研究。并结合工程实际情况,对大坝设计方案进行适当优化调整,使双曲变厚变曲率拱坝设计能够满足技术规范标准要求,达到技术上可行、经济上合理的安全可靠性水平。     

拱坝振动台模型边界与材料特性对坝体自振特性的影响分析

为了分析模型边界与模型材料对大型拱坝振动台试验模型坝体自振特性的影响,该文针对国内某一特高混凝土拱坝振动台试验模型,利用有限元方法计算分析了不同影响因素参数变化对坝体自振特性的影响。结果表明:(1)地基边界弹模变化对大坝前6阶自振频率影响很小;(2)坝体自振频率随单层坝体材料弹模呈正相关变化,且5～8层坝体弹模变化对坝体自振频率影响相对较大;(3)当地基材料弹模降低时,大坝自振频率降幅明显。当地基弹模逐渐增大时,前两阶自振频率保持相对稳定,中高阶自振频率增幅较大;(4)胶体单独作用和胶与尼龙丝联合作用对坝体自振特性的影响均较小。     

锦屏一级水电站煌斑岩脉水泥化学复合灌浆试验研究

 锦屏一级水电站大坝为混凝土拱坝,最大坝高305 m,为目前世界最高拱坝。坝区基础岩体中存在大量煌斑岩脉,对建筑物的稳定性、基础应力传递等极为不利,必须进行稳妥可靠的处理。因仅靠单纯的高压水泥灌浆无法使岩体的变形模量、抗压、抗拉、抗剪强度以及泊松比等物理力学指标达到设计要求,应有针对性地采用化学灌浆方法对煌斑岩脉进行加固处理。为此,采用了高渗透性的YDS环氧材料对风化后的煌斑岩脉进行纯压式灌浆试验,试验结果表明：通过YDS改性环氧浆液的“浸透”“浸渗”加固处理,风化的煌斑岩脉力学性能大幅提高,基本能满足设计的力学指标要求。     

基于应变能与模糊贴近度的拱坝体形稳健优化设计

在拱坝体形优化设计时,以坝体应变能及其对基岩变形模量的灵敏度为目标函数,建立了拱坝体形稳健优化设计模型。具体求解时,首先对各分目标进行单目标优化,得到理想解,然后通过构造目标函数向量与理想解目标向量的模糊贴近度,将稳健优化模型转化为求最大模糊贴近度的单目标优化问题。结合某拟建拱坝的工程算例表明,相比于线性加权法,模糊贴近度法的优化结果更靠近理想解,坝体的应力状态更优。     

三里坪水电站碾压混凝土双曲拱坝设计

针对三里坪大坝复杂的坝基地质条件,选择了合理的拱坝建基面和体形设计方案。通过综合比较3种拱形的安全性和工程量,确定了对数螺旋型双曲拱坝作为大坝拱形。根据坝体应力分析结果对坝体混凝土进行了分区。为了保证拱坝坝肩的抗滑稳定性,并满足拱坝的变形要求,采取了抗剪洞和置换洞等综合措施进行处理。三维非线性分析表明,处理后的大坝整体安全度有较大提高,运行安全得到保障。