淤积泥砂对垂直地运动作用时刚性坝面动压力的影响研究

作者应用时域显式有限元模型分析了可压缩库水条件下淤积泥砂对垂直地运动作用时刚性坝面上动压力的影响。文中道德通过与解析解的比较，验证了计算模式的正确性，随后的分析中研究了作为液固两相介质处理的淤砂层的饱和度、厚度、渗透九和孔隙率对坝面动压力的影响，以及作为液固两相介质、单相固体、单相重流体介质处理的淤砂层模型间的计算结果差异。计算结果表明：饱和淤砂层使得库水自振频率增加，而非饱和淤砂层使得库水自振频率明显减小。     

地震作用下拱坝--库水耦合振动动水压力分析

拱坝在地震作用下，受库水、基岩以及不均匀变化谷壁等的影响，动态特性十分复杂。尤其大型的高拱坝，振动频率底，径向变位大，库水对坝体振动的影响变得更加重要。本文结合小湾电站２９０米高拱坝，在考虑坝水流固耦合振动影响下，分析和计算了拱坝上游坝面承受的动水压力，并特别对自由表面重力波的影响问题、库底压力 的吸收问题、水体性的影响以及库水域的有效影响范围等进行分析。     

考虑可压缩库水作用混凝土拱坝的动力特性和地震反应分析

利用通用有限元软件ANSYS建立3种动力相互作用模型,研究考虑库水的可压缩和不可压缩效应对坝体地震反应的影响,不可压缩性效应采用Westergaard附加质量方法模拟,可压缩性效应通过流固耦合方法模拟,采用时程分析法得出库水对地震反应的影响.从分析结果可知,库水对拱坝的动力性能和抗震性能存在较大影响,不能忽略.     

地震条件下拱坝库水相互作用的试验研究

本文第一部分简要介绍通过室内模型试验研究可压缩库水共振效应的初步成果。试验是对固定在3倍于坝高的矩形水槽中的筒形拱坝进行的。考虑了库底淤砂效应,并和用边界点法进行计算的结果作了比较,进一步探讨了在实际工程中影响库水共振效应的各项因素。 第二部分,通过在白山拱坝模型实测,以及用三向电拟试验求得的振型动水压力,校验了用流固耦合有限元法及目前常用的修正威氏(Westergaard)公式求得的结果。验证表明:流固耦合的有限单元数学模型给出的结果与试验结果很符合,而修正威氏公式给出的结果偏大。     

拱坝—可压缩库水—地基地震波动反应分析方法

本文采用理论数值模型严格模拟可压缩库水与拱坝、地基间的动力相互作用，提出了一种拱坝—可压缩库水—地基系统地震波动反应的时域显式分析方法.针对位于Ⅸ度地震设防区、坝高292m的小湾高拱坝，用本文方法进行了地震动力反应分析，得到如下结论：考虑库水可压缩性将显著降低对小湾拱坝抗震起关键控制作用的部位的动拉应力，降低幅值可达45%，表明附加质量模型过分夸大了小湾拱坝的地震动应力反应，对小湾拱坝的抗震安全评估是不合理的.     

用正交迭代解拱坝动力反应

地震时,拱坝的动力反应是十分复杂的。近年来国内外在抗震计算方面已经取得了很大进展;但是,把拱坝作为一个坝体本身、库水及地基三者相互作用的综合振动体系来考虑,其求解仍很困难;如果再考虑拱坝结构和边界条件的复杂性、坝基底面积大和地震波传播过程中会造成基础各点的相位差等因素,计算将变得更加困难。因此,在目前的工程     

动水压力及其对坝体地震反应影响的研究进展

由于大坝事故可能产生的灾难性后果，合理确定地震时坝面动水压力是地震区新建坝设计和已建 坝安全评估的一个重要因素。自从Westergaard(1933)的创造性研究开始，许多研究者对坝面动水压力及其对坝体地震反应影响进行了研究。由于计算工具和计算方法的局限性，在初期的研究中一般都采用简化模型，假定坝体和地基为刚性，分析刚性坝面动水压力。随着计算机性能的不断提高，多种数值方法开始广泛应用于分析坝面动水压力，坝面动水压力分析的计算模型不断完善，逐步考虑了坝体和库水的动力相互作用、地基柔性的影响、库水可压缩性的影响、库底淤积泥砂层的影响以及非线性反应的影响等。本文详细回顾了上述几方面的研究进展，总结了库水的可压缩性、坝体、库底淤积砂层、地基等因素对地震时坝面动水压力影响的研究成果。     

在新淤土面上修建水坠坝的一次尝试

近几年来,陕北普遍推广了水坠坝,小型坝库多可当年完工,中型坝库因土方量大和封冻期长的影响以及冲填速度的限制,往往汛前难以达到防洪高程,形成险库,甚至垮坝失事。为了解决这一问题,利用陕北河道多沙的特点,采用汛前在主河槽修建石拱坝,汛期坝顶排洪、坝前拦浑淤淀,汛后在新淤土上冲填施工,续建土坝的方法,于     

强震作用下特高拱坝非线性地震反应分析

研究采用等效一致黏弹性边界单元模拟拱坝无限地基辐射阻尼效应,给出了人工边界节点上等效地震荷载的计算公式,实现了拱坝-地基系统的地震动输入。以我国某特高拱坝为例,建立了拱坝-地基三维有限元分析模型,精细模拟了坝体体型、横缝、河谷形状、各类岩体以及主要地质构造。采用时程分析方法,综合考虑无限地基辐射阻尼效应、拱坝-库水动力相互作用、拱坝横缝动力接触非线性效应等因素,分析了拱坝-地基系统在强震作用下的动力响应,对拱坝抗震安全性进行了评价。研究成果为高拱坝设计提供了参考。     

拱坝非线性地震响应

本文叙述拱坝在强烈地震响应时,可能发生的非线性机理的试验研究。文中讨论了在振动台上进行模型试验时所观测到的三种非线性型式:坝段接缝张开,悬臂梁开裂,以及上游坝面处库水发生的气穴。用模拟原型坝一薄片水平断面的拼接拱圈模型试验说明坝段接缝开裂现象;用重力坝断面模型研究悬臂梁的开裂和库水在坝面处气穴机理。研究的主要结论是:振动台试验提供了一种研究混凝土拱坝非线性地震响应并包括真实破坏机理的实用手段。     

宗通卡水库蓄水后砷的时空分布模拟与评价

为科学评估成库后砷对宗通卡水库的影响,构建了三维水沙砷预测模型,采用等温吸附试验分析水库蓄水后泥沙对砷的吸附平衡规律;以水文水质条件相似的果多水库对模型参数进行验证,模拟宗通卡水库成库后不同水期砷的三维分布.结果表明:蓄水后水库泥沙浓度和砷浓度呈沿程下降的变化规律.泥沙浓度呈现丰水期大于枯水期的特征,坝前泥沙浓度由表层...     

下坂地水库大坝抗震设计

下坂地水库地处高地震区,大坝基础覆盖层厚度达150m,且存在可能液化砂层和软土层,地质条件十分复杂,大坝抗震设计是工程设计的重点和难点。     

混凝土高坝系统的地震响应分析研究进展概述

本文从5个方面总结了混凝土高坝体系地震响应分析的最新进展及所存在的问题,其内容包括:(1)坝体伸缩横缝开合的接触非线性研究;(2)坝基远域能量逸散效应的模拟;(3)坝体-库水动力相互作用;(4)坝肩抗震稳定分析研究;(5)坝体及地基非线性分析研究。最后提出了当前高坝系统地震动分析所面临的研究课题。     

库水位骤降对非饱和坝坡稳定性的影响

基于非饱和土体抗剪强度理论,采用极限平衡法,考虑非饱和非稳定渗流对坝坡稳定性的影响,通过体积含水量与基质吸力之间的非线性关系,模拟超静孔隙水压力的消散过程,将不同时段渗流分析结果导入稳定分析模块计算其安全系数的变化。选取某黏土心墙坝,模拟其在不同灌溉条件下的渗流状况及上游坝坡稳定性。计算结果表明:库水位骤降引起坝坡安全系数的降低,但随着超静孔隙水压力的消散,坝坡稳定性逐渐增强,降水速度越快,坝坡安全系数越低。     

水温分层水库中大规模高浓度泥沙侵入及长期浊水放流问题的对策

用数值模型描述了水温分层水库中大规模高浓度泥沙流入时的水动力学现象,定量研究并讨论了如何改善这种情况下水库形成的长期浊水化现象。在大流量、高浓度时,洪水水流沿着水库底部向下游高速流动,撞击大坝后造成的回流形成洪水的混浊水体与水库内周围环境水体的混合,导致水库长时间浑浊,形成长期浊水放流。该机理提示了减少洪水后库内混浊水体积的可能性。数值实验表明,如果合理采用选择性取水设备,或通过下层泄洪口可以成功地减少混浊水和清洁水体的混合,将洪水后库内残余混浊水的量减少88％。进一步的计算表明,如果可以改变温度跃层的位置或泄洪口的高程,则可以控制洪水时泥水在水库中的流动,以改善洪水后浊水放流的状况。     

三座店水库泥沙淤积计算分析

三座店水库位于高含沙的阴河,水库面临着严重的泥沙淤积问题。水资源供给和水库淤积存在着尖锐的矛盾。利用一维不平衡输沙数学模型,对水库的淤积进行了计算分析。综合考虑了水库设计中的主要因素,如水库运行方式、大坝规模、坝址、泄流设施等因素。并探讨研究了降低水库运行水位以及利用异重流排沙等措施减小水库淤积的可行性,对水库运行50a后的泥沙淤积情况进行了预测。     

Similarity-Based Optimal Operation of Water and Sediment in a Sediment-Laden Reservoir

Reservoir sedimentation is a severe problem because it leads to the loss of reservoir storage capacity. Therefore, the sustainable management of water and sediment constitutes a critical measure in reservoir operation. In this research, a model of similarity-based operation method of water and sediment which can improve the efficiency of reservoir operation strategies is presented. Two parts comprise this method: a similarity-based forecasting model for the sediment process at the dam, and a new operation mode of water and sediment based on the sediment process at the dam. The similarity-based forecasting model is built on the total flow model of water and sediment, which requires less data. Using the similarity among flood cases, the parameters of the model are calibrated by group, and are dynamically selected, an approach which enforces the suitability of parameters and improves the forecasting accuracy. In terms of the sediment process at the dam, the proposed optimal operation model of water and sediment improves the sediment-venting efficiency and saves the water resource.     

层状淤沙对混凝土重力坝地震响应的影响分析

本文研究了不同厚度淤沙对混凝土重力坝地震响应的影响以及一定厚度层状淤沙的不同分布形式对混凝土重力坝的地震响应的影响。基于饱和多孔液固两相介质的压力波动方程,设层状淤沙各层厚度不同,将层状淤沙分为三种不同分布形式,在每种分布形式每层的物理参数相同和物理参数不同两种情况下,确定了淤沙对混凝土重力坝地震响应的影响大小。通过算例分析表明,相同物理性质不同的分布形式对地震响应的影响不显著,而不同的分布形式对坝体的地震响应影响较大。     

小浪底水库调水调沙运用对大坝变形的影响分析

自2002年以来,小浪底水库汛前利用预泄汛限水位以上水量、腾空防洪库容的有利时机,连续5年进行集中调水调沙,获得了巨大的减淤效益.但在调水调沙期间,由于大流量下泄,水库水位下降较快,大坝变形明显增大,表现为水平位移向上游变化、垂直位移加速沉降变化的特点.监测分析结果表明,调水调沙运用不影响大坝安全稳定运行.     

冯家山水库排沙试验模拟研究

冯家山水库是一座位于多沙河流上的大(II)型水库,异重流排沙已较为成功地解决了水库淤积问题。试验通过修建局部坝前水库,观察了异重流在水库模型中的掺混过程及浑水水库的形成过程,并定性地得到了坝前含沙量垂线分布。