强震区高混凝土面板堆石坝地震残余变形与动力稳定分析

采用三维非线性动力有限元分析方法,针对西部强震区的积石峡水电站工程的高混凝土面板堆石坝,在地震反应分析基础上,应用所建立的分析方法,重点研究了该坝的地震残余变形、坝体单元抗震安全性、面板及坝坡的抗震稳定性,得出了大坝地震残余变形和动力稳定的有关规律和结论,可供工程建设参考。     

水布垭面板堆石坝施工与运行性状反演研究

 利用水布垭大坝建设阶段堆石料的现场大型试验成果,以及施工期、蓄水运行期原型大坝的实际变形监测资料,采用免疫遗传算法反演得到堆石的邓肯E-B模型参数和增量流变模型参数;对施工期面板的脱空现象、初蓄水时和蓄水运行期大坝的结构性态进行验证分析;大坝长期运行特性的计算预测结果表明,大坝结构运行是安全的,我国200 m级面板坝的筑坝技术已日趋成熟。但是,由于水荷载作用下面板下卧堆石应力增长,使得蓄水运行期大坝上游堆石区的流变增加更为明显,导致面板出现挤压现象,需要引起重视。     

超高面板堆石坝面板挤压破坏机理及数值模拟方法研究

面板挤压破坏是影响超高面板堆石坝安全的核心问题。总结分析了国内外数座典型超高面板堆石坝工程中发生的面板挤压破坏现象及特征。论述了面板纵缝转动接触挤压效应的发生机制,认为由坝体变形所导致的面板转动挤压和位移挤压是导致面板发生挤压破坏的本质原因。基于非线性接触力学的方法,自主开发了可描述面板坝复杂多体接触特性的计算方法和三维有限元计算程序系统。使用局部子结构模型对面板纵缝的转动接触挤压效应进行了分析。计算结果表明,转动挤压和位移挤压均可在纵缝两侧面板表面部位引发严重的应力集中,可从量值上解释面板发生挤压破坏时面板中部挤压应变实测值和计算值仍远低于混凝土极限抗压应变的现象。     

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。     

混凝土面板堆石坝接缝止水铜片结构的数值模拟分析

面板堆石坝接缝中铜片止水的抗剪能力是铜止水发挥作用的关键,本文以铜片的抗剪试验为依据,采用弹塑性大变形有限元数值分析方法对铜片结构各部位的尺寸对铜片抗剪能力的影响程度进行了考查,为铜片的设计提供了比较全面的有实际意义的建议,弥补了单纯采用试验方法研究铜片抗剪能力在系统和深度方面的不足     

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。     

高面板堆石坝变形控制技术分析

面板堆石坝是我国水库大坝中的一种重要坝型,具有工期短、造价低、抗震性好等优点.目前,随着高面板堆石坝的修建,坝体变形问题越加凸显,本文着重就高面板堆石坝变形机理与控制技术展开详细分析,并围绕案例具体论述了高面板堆石坝填筑施工与变形控制要点,以期可为类似项目提供有价值的参考.     

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。     

地震作用下面板堆石坝面板错台模型试验研究

采用弹性–重力相似关系设计了一组混凝土面板堆石坝（面板坝）振动台模型试验,研制开发了仿真面板材料,设计了一套图像采集、存储与分析系统。根据图像识别技术分析结果以及模型的数值计算分析结果,详细分析了面板坝面板错台机理,并与汶川地震中紫坪铺面板坝面板错台震害进行了对比分析。研究结果表明,地震造成的堆石体永久变形对面板产生的向下摩擦力和向外推力是造成面板错台的主要原因。模型 试验结果与数值计算结果和实际震害基本吻合 ,表明振动台模型试验可以再现原型的主要破坏特征。     

成屏混凝土面板堆石坝应力变形分析

采用二维弹塑性有限单元法对成屏混凝土面板堆石坝施工填筑期和水库蓄水运行期的应力变形进行了模拟分析 ,研究了不同阶段坝体的应力变形状态 ,特别是面板的应力变形以及周边缝变形。计算中考虑了坝体堆石料的流变特性 ,计算结果较为全面地反映了大坝的实际工作状况。     

接触面模型对面板与垫层间接触变形及面板应力的影响

对某在建面板堆石坝进行了三维有限元静、动弹塑性计算,分析了接触面模型对面板与垫层间接触面变形及面板应力的影响。面板与垫层接触面分别采用:双曲线(仅静力计算)、理想弹塑性及广义塑性接触面模型。结果表明:竣工期,3种模型计算的面板应力是基本一致的。满蓄期,3种模型计算的面板顺坡向应力分布规律基本一致,但面板坝轴向应力的分布规律和量值有较明显的差别。蓄水时广义塑性接触面模型计算的接触面的应力路径和剪切位移与双曲线和理想弹塑性存在较大的差异。在地震荷载下,理想弹塑性和广义塑性接触面模型计算的地震后坝体残余变形引起的面板顺坡应力基本一致,但面板坝轴向应力差别较大。理想弹塑性模型只有当应力达到峰值时才产生塑性变形,这样会低估接触面的残余变形,不能与坝体残余变形相协调,高估了坝体残余变形对面板应力的影响。广义塑性接触面模型能更好的反映三维条件下接触面的剪胀、剪缩、硬化、软化、循环残余变形及颗粒破碎特性,更符合实际情况。     

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.     

GPS在水布垭面板堆石坝填筑质量控制中的应用

介绍了GPS在水布垭面板堆石坝填筑质量控制中的具体应用,工程实践证明该系统具有全过程、实时、有效监控碾压遍数并进行数据信息反馈等良好功能,对于提高大坝质量监控水平具有十分重要的创新意义。     

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.     

Dynamic simulation based optimized design method of concrete production system for RCC dam

The construction system of roller compacted concrete (RCC) dam is running according to a series of connected procedures which are highly impacted and interacted consisting with the resource level. Therefore, a dynamic simulation model of the construction system for RCC dam is presented. With this model, the design of concrete production system is placed in the whole system and tested with related dynamic impactions and interactions under complicated boundaries. Moreover, if several simulation experiments were conducted, plenty of detailed information throughout the construction duration is obtained. Consequently, the optimal one should be chosen on the basis of actual requirement and situation.     

高堆石坝水力耦合模型及工程应用

建立了高面板堆石坝非线性变形与非稳定渗流的水力耦合模型。该模型分别采用邓肯 <> E -<>B 模型和抛物 Signroini 型变分不等方法模拟堆石体的非线性应力变形过程和非稳定渗流过程,并通过修正的 Kozeny-Carman 模型表征堆石体的渗透特性对变形和围压的依赖关系。在面板渗透系数反演分析的基础上,应用上述模型对水布垭面板堆石坝进行了渗流–变形耦合分析。通过对数值模拟结果与实测数据的对比分析,表明因面板的绝对防渗作用,堆石体中的水力耦合效应并不显著,且上述模型可在一定程度上揭示堆石坝的渗流及变形发展趋势;但因忽略了流变、湿化、室内试验参数的尺寸效应以及非饱和渗流等,上述模型也存在较为突出的局限性。研究成果对于高面板堆石坝的水力耦合分析具有一定指导意义。     

Confining pressure effect on dynamic response of high rockfill dam

Studies show that the dynamic properties of rockfill are strongly dependent on the confining pressure. Therefore, confining pressure effect has become a very important factor in the seismic analysis of high rockfill dam. The relationships of dynamic shear modulus versus dynamic shear strain and damping ratio versus dynamic shear strain had been improved to a certain degree on the basic of widely used Hardin-Drnevich constitutive model in this paper. Then a new model that could consider confining pressure effect has been established. Regression analysis was carried out of the dynamic triaxial experimental data of the damming materials in the Changheba hydropower station of Sichun Province, China. The results show that, the new model can fit the test data well under various confining pressures. A corresponding computational procedure was compiled and applied in the dynamic response analysis of the Changheba Dam. Comparing the calculation results between the new constitutive model and the ordinary Hardin-Drnevich model, it can be seen that the result is conservative to some extent without considering confining pressure effect.     

浅谈堆石坝挤压式混凝土边墙施工新技术

对挤压式混凝土边墙进行了介绍,简述了挤压式混凝土边墙的设计要求、施工过程,并对其优缺点进行了分析,提出了改进的建议,该技术值得在面板堆石坝施工中推广应用。