潘口水电站面板堆石坝施工度汛断面坝坡稳定性分析

在对潘口水电站面板堆石坝施工期洪水作用下坝体与坝基渗流场进行有限元模拟的基础上,采用线性和非线性强度参数分析了施工度汛断面坝坡稳定性。结果表明,潘口面板堆石坝临时度汛断面在施工度汛期内渗流稳定性及上下游坝坡稳定性均满足现行规范要求,汛期安全性有保障;度汛期内临时断面采用挤压边墙和垫层料联合防渗的方案是可行的;与线性强度参数相比,非线性强度参数更符合堆石料的抗剪强度特性,其稳定性计算结果更合理,从而为潘口水电站面板堆石坝施工度汛断面的设计方案提供了技术支持,也为混凝土面板堆石坝施工期临时度汛坝体的坝坡稳定安全问题提供了一种有效的分析方法。     

考虑非线性强度指标的面板堆石坝坝坡稳定可靠度分析

采用非线性强度指标按简化毕肖普法给出的抗力弯矩和滑动弯矩定义坝坡稳定可靠度分析的功能函数,并应用一次二阶矩法计算可靠指标,提出了一种混凝土面板堆石坝坝坡稳定可靠度计算方法,以某面板坝坝坡为例进行了稳定可靠度分析。结果表明,各工况上、下游坝坡及深层滑动的最小安全系数均满足《碾压式土石坝设计规范》的要求,最小可靠指标除地震工况下游坝坡外都满足《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》的要求;安全系数和可靠度计算结果的总体规律一致,但在某些情况下有较大差异。对于重要工程,建议同时进行安全系数和可靠度分析。     

混凝土面板堆石坝坝坡可靠度随坝高变化规律及其安全系数标准探讨

针对混凝土面板堆石坝的坝坡稳定可靠度和安全系数标准问题,首先分析了坝坡稳定可靠度与安全系数之间的关系,然后通过理论分析和数值计算揭示了围压对堆石抗剪强度随机性的影响和面板堆石坝坝坡稳定可靠度随坝高变化的规律,最后根据等可靠度原则,探讨了200 m以上面板堆石坝的坝坡稳定安全系数标准问题。结果表明,由于堆石内摩擦角的随机性随坝高增大,即使保持安全系数不变,面板堆石坝的坝坡稳定可靠度也会随坝高增加而降低。对于坝高200 m以上的面板堆石坝,从等可靠度原则出发,针对不同筑坝材料按坝高分级设置安全系数标准较为合理。     

基于大变形理论的高土石坝坝坡稳定分析

在考虑筑坝材料弹塑性变形即材料非线性和强度折减技术的基础上,引入考虑几何非线性理论更新的拉格朗日方法,对拟建的糯扎渡高土石坝上下游坝坡进行了抗震稳定分析,并将求得的坝坡临界安全系数、塑性区的发展过程与采用小变形理论计算结果进行对比。计算结果表明:运用大变形理论计算坝坡临界安全系数比用小变形理论约增加3%。     

公伯峡面板堆石坝应力变形及材料敏感性分析

基于邓肯E～B模型,对公伯峡面板堆石坝施工期和蓄水期的应力变形进行了非线性有限元仿真计算,研究了其应力变形的变化及分布规律;对主堆石体主要材料参数进行了敏感性分析,探讨了其对高面板堆石坝应力变形的影响特点。     

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.     

坝面溢流式面板堆石坝有限元计算与分析

通过用邓肯~张E~B模型,对岗曲河面板堆石坝在竣工期、蓄水期和泄水期进行了非线性有限元仿真计算,特别考虑了坝上溢洪道在泄水期,泄水水流对坝体应力和变形的影响,研究了大坝在三种工况下的应力变形特点及分布规律。计算结果分析表明,坝体竣工期、蓄水期的应力应变符合一般规律,泄水期的应力与竣工期、蓄水期相比有所减小,变形相差不是很大。     

紫坪铺“5.12”震害对面板堆石坝抗震措施的若干启示

结合面板堆石坝设计规范的修编工作,总结分析了"5.12"汶川地震中紫坪铺面板堆石坝的震害特征,获得了关于面板堆石坝抗震措施的若干启示,包括坝顶及其附近坝坡的防护、面板垂直缝的抗挤压措施和水平施工缝的抗震设计、面板堆石坝的地震变形控制及基于抗震计算和工程经验确定抗震措施的重要性等,对做好面板堆石坝抗震措施具有重要意义。     

水布垭大坝面板在强地震作用下的非线性有限元分析

采用非线性动态显式有限元方法,对清江水布垭面板堆石坝在地震作用下的动态响应进行了计算分析,指出了混凝土面板在地震波作用下的应力水平和应力分布特点,预测了混凝土面板在地震发生后的结构完整性,计算经果表明,地震波作用下该坝混凝土面板强度满足设计安全要求。     

图像应变测量技术在土石坝振动台试验中的应用

采用有限元与广义交互验证方法相结合的数据平滑方法,开发了一套适合于土工试验模型应变测量计算的程序,通过三点弯曲梁实例验证了程序的正确性和可靠性,并将该方法应用于心墙堆石坝振动台模型试验的应变测量计算中,获得了模型坝的位移场和应变场,探讨了心墙堆石坝模型的地震破坏机理。结果表明,模型坝破坏过程大致分整体变形、坝坡滑移变形和破坏三个阶段,其中坝坡滑移变形阶段的标志是坝体由整体运动转为上下游坝坡分别向两侧滑动,空库时模型坝的破坏模式是上下游坝坡浅层破坏。     

高拱坝建基面相对损伤面积敏感性分析

基于损伤本构关系的非线性有限元能较为真实地模拟拱坝的实际工作性态,但用于高拱坝安全度评价时水压力和温度荷载、坝体混凝土的弹性模量和抗拉强度、地基岩石的弹性模量等均具有随机性。以某高拱坝为例,以温降荷载组合作为基本研究工况,根据地形地质条件和坝体体形及施工过程,建立高拱坝非线性有限元计算模型,通过正交试验法建立18种计算方案,得到不同方案下上下游面、建基面相对损伤面积,再运用无量纲化和多元线性回归分析的方法计算建基面相对损伤面积与各影响因素之间的关系。结果表明,建基面相对损伤面积与水荷载、温降荷载呈正相关,与地基岩石弹性模量、坝体混凝土弹性模量、坝体混凝土抗拉强度呈负相关。对建基面相对损伤面积的影响程度从大到小依次为水荷载、地基岩石弹性模量、坝体混凝土弹性模量、坝体混凝土抗拉强度、温降荷载。     

飞来峡溢流坝段安全监控指标的初步研究

结合大坝的破坏特点和工作条件要求,提出一种适于确定飞来峡水利枢纽9号溢流坝段安全监控指标的新方法,即根据强度储备法研究得到的坝体坝基的局部屈服、临界屈服、失稳破坏的发展阶段及对应的应力位移条件,进行统计回归分析得到与上下游水位相关的大坝安全、警戒、极限状态判断的监控指标．为枢纽的安全运行提供了科学的参考依据。     

基于串联灰色多元回归模型的大坝蓄水期变形性态分析

基于某双曲拱坝蓄水期坝顶水平位移的特点,在对其监测资料进行时空分析基础上,构建了蓄水期坝顶水平位移的多元线性回归模型和串联灰色多元线性回归模型,分析预测了该坝蓄水期变形性态。实例分析结果表明,串联灰色多元线性回归模型预测效果优于多元线性回归模型,更合理地反映大坝蓄水期水平位移的变化趋势。     

修正的Mohr-Coulomb准则在重力坝建基面抗滑稳定分析中的应用

针对有限单元法在重力坝建基面抗滑稳定控制中量化标准缺失的问题,采用自适应隐式本构积分算法推导了修正的Mohr-Coulomb准则,通过ABAQUS编写成UMAT子程序,用于重力坝建基面抗滑稳定分析,并针对典型重力坝坝型选取常见下游坝坡率,应用强度折减系数法分析了同一网格尺寸下不同坝高对建基面屈服区的影响。结果表明,在对应建基面屈服区贯通率达到15%时的强度折减系数随坝高增加而降低,且在强度折减系数小于1.8时建基面的屈服范围与坝高呈正相关,强度折减系数为1.6时具有明显的线性关系,并结合工程实例验证了结论的可靠性。     

基于三维有限元法的碾压砼拱坝应力仿真计算研究

为防止大坝因局部拉应力过大而产生坝体拉裂现象,基于拱坝温度场和温度徐变应力场基本原理,以江西省萍乡市山口岩水利枢纽工程拦河坝为例,利用三维有限元法对拱坝施工期与运行期的温度场和应力场进行了仿真计算。结果表明,拱坝的施工与设计中未采取温控措施、不设置分缝,坝体拉应力过大,超出了碾压砼的抗拉强度,对大坝防裂稳定不利;对拱坝合理地设置横缝和诱导缝,采取温控措施,坝体高拉应力区的应力可得到有效改善,应力得到了释放,最大拉应力小于碾压砼的抗拉强度,有利于大坝防裂,为坝体稳定提供了保障。     

复合土工膜防渗土石坝渗流安全监控指标拟定

复合土工膜作为一种质轻、强度高、价廉的防渗材料,应用于大型水库防渗工程时,需监测其防渗效果。以西霞院反调节水库复合土工膜斜墙防渗砂砾石坝为例,根据历史监测资料,考虑库水位、温度、降雨、时效的影响构建渗流统计模型,分别采用置信区间法与典型小概率法拟定膜后渗流安全监控指标。结果表明膜后渗压水位较低,总体上无明显变化趋势,复合土工膜防渗效果明显。采用置信区间法拟定该工程大坝渗流安全监控指标更合理,可实时监测渗流安全状态,提供准确预警,保障大坝安全稳定运行。     

基于强度储备法拟定混凝土坝水平位移监控指标研究

为探索大坝监控指标的研究方法,以飞来峡混凝土坝#18溢流段为例,利用强度储备法研究了坝段在初始屈服、临界失稳、失稳破坏三种特殊状态下监测点的水平位移分量值,并结合坝顶水平位移温度分量、时效分量的统计模型建立了该坝段水平位移的混合模型,拟定了#18溢流段的位移安全监控指标。     

混凝土拱坝坝体二期冷却降温速率监控指标拟定与预警

采用小概率法估计温度监控指标的目的是根据混凝土坝体抵御已经历过的温度荷载的能力来评估和预测抵御可能发生温度荷载的能力,以西南某在建混凝土拱坝第二期冷却(简称二冷)期间的温度监测资料为例,求得已灌区各浇筑仓二冷期间最大的降温速率后,采用小概率法拟定该坝二冷降温速率监控指标,以指导现场混凝土通水冷却措施。实践表明,当有足够多的二冷期间的温度监测资料时,采用小概率法拟定二冷期间降温速率监控指标是可行的。     

考虑流固耦合的充水式橡胶坝自振特性研究

为保证实际运行中橡胶坝的结构安全,考虑坝体和水体流固耦合的相互作用,利用有限单元法计算了充水式橡胶坝的自振频率和周期,研究了不同坝高、内压比及上游挡水等对橡胶坝自振特性的影响。结果表明,充水式橡胶坝的振动为坝体的整体振动,自振频率较小,振动方向主要为顺河向;随着坝高的升高,坝体的基频变小,自振周期变大;随着内压比的增加,坝体的基频变大,自振周期变小;上游挡水时的自振频率较无水时的有明显降低,可为橡胶坝设计提供参考。