混凝土防渗墙变形与应力分布特性

以建于覆盖层上的土石坝为背景,对80m深覆盖层上的沥青混凝土心墙坝进行填筑和蓄水三维有限元数值精细模拟,采用非协调元模拟防渗墙单元以更精确地描述其弯曲变形模式.分析不同加载时段防渗墙的变形规律,并讨论墙体应力分布规律及其拉应力产生演化机理.结果表明:满蓄期,防渗墙岸坡附近的弯曲变形较大,是较危险部位,墙体下游侧的岸坡附近处于受拉状态.弯曲引起的墙体下游侧拉应力与下游墙面的夹角基本小于30°,且在下游墙面的投影偏向坝轴向.改善下游侧覆盖层土体特性能有效降低该区域的拉应力.研究成果可为深厚覆盖层中防渗墙的合理设计提供参考.     

黄金坪坝基廊道的抗震安全性

黄金坪沥青混凝土心墙堆石坝坝高85.5m,覆盖层最大深度达133.92m,采用在坝基防渗墙顶设置灌浆廊道与心墙连接的形式.在三维非线性静力分析的基础上,运用子模型技术,对深厚覆盖层地基上坝基廊道的动力反应规律及抗震安全性进行分析,动力计算中,坝体材料及覆盖层采用Hardin-Drnevich本构模型,以有厚度节理单元模拟各类接触面.计算结果表明,由于在河床坝段沿坝轴线不设横缝,故横河向正应力较大,地震作用下廊道的应力变形状态相对静力工况变化较小;廊道与两岸平洞接缝在地震过程中有张开的趋势;廊道与心墙接触层始终处于压紧状态;廊道与防渗墙的接头在两岸墙顶存在应力较大的区域.根据分析结果并结合工程经验提出了相应的工程措施,供工程设计参考.     

超深覆盖层上沥青混凝土心墙堆石坝防渗系统抗震安全性

在高地震烈度区和深厚覆盖层等特殊环境和复杂地质条件下建造沥青混凝土心墙堆石坝已越来越受到重视,目前国内还没有此类坝型遭遇强震的记录.由沥青混凝土心墙、混凝土廊道和混凝土防渗墙组成的防渗系统往往是工程成败的关键环节.位于大渡河上的某工程最大坝高85.5m,防渗墙深111.0m,如此深的防渗墙在工程中并不多见.为了研究强震区深厚覆盖层上沥青混凝土心墙堆石坝防渗系统的抗震安全性,以此工程为背景,建立三维有限元模型,并采用子模型技术对防渗系统进行精确模拟.计算分析得出了关于防渗系统的加速度、动位移和动应力反应分布规律,认为沥青混凝土心墙堆石坝的防渗系统在地震过程中是安全的,具有较好的抗震性能.     

沥青混凝土心墙堆石坝应力变形有限元分析

利用椭圆-抛物双屈服面模型,对某沥青混凝土心墙土石坝进行三维有限元计算分析,研究了坝体在竣工期、蓄水期坝体的应力变形特性.计算结果表明:坝体竣工期最大沉降为50.86cm,占最大坝高(包括覆盖层,计69m)0.4%.坝体蓄水期最大值为50.5m,占最大坝高0.397%.顺河向水平位移较小.其中,竣工期向下游水平最大位移为5.58cm,向上游水平最大位移为4.5cm.蓄水期向上游水平最大位移为8.5cm.竣工期和蓄水期坝体大主应力分布规律相似,且竣工期和蓄水期均存在心墙拱效应.心墙小主应力均大于零,即没有出现拉应力.竣工期和蓄水期坝体的应力水平均不高.     

沥青混凝土心墙坝防渗墙材料配比优化

采用Duncan-Chang非线性模型对下坂地深覆盖层沥青混凝土心墙坝进行了三维有限元分析,并着重对防渗墙的应力变形进行了分析研究,针对施工过程中防渗墙九种不同的材料级配方案,给出了大坝竣工期、水库蓄水期防渗墙应力和位移随墙体参数变化的规律;优化选择合适的墙体材料配比,为防渗墙墙体的选择提供了理论依据。     

深厚覆盖层上堆石坝坝基廊道抗震安全性评价

为探讨深厚覆盖层上堆石坝坝基廊道地震反应规律并评价其抗震安全性,以金平沥青混凝土心墙堆石坝为背景工程,在三维非线性静力分析基础上,采用子模型技术对坝基廊道进行了地震动力时程分析,坝体材料及覆盖层采用Hardin-Drnevich动力本构模型,采用薄层单元模拟各类接触面.计算成果显示,廊道中部动应力反应相对较大,地震过程中其应力变形极值相对静力工况变化较小;设计地震对廊道与两岸灌浆平洞接缝的变形影响不大;坝基廊道与沥青混凝土心墙的连接部位始终处于受压状态,对该部位止水的防渗可靠性有利.总体来说,坝基廊道的抗震安全性是有保障的.     

浇筑式沥青混凝土心墙堆石坝的应力分析

结合沥青混凝土心墙堆石坝的结构特点 ,对堆石坝体、刚性副墙、沥青混凝土心墙分别采用了合理的计算模型 ,提出了刚性副墙与心墙接触面的模拟方法 ,研究了心墙的局部应力问题 ,并用该方法对某沥青混凝土心墙坝进行了计算 ,得出了一些规律性结论 .     

下坂地水利工程沥青混凝土心墙坝工作性态分析

以新疆下坂地水利枢纽工程中沥青混凝土心墙坝的设计、施工及监测成果为例,对施工期沥青混凝土心墙变形和温度安全监测资料进行了分析,并对下游坝体内部变形的安全监测资料也进行了较详细的分析探讨.结果表明下坂地水利枢纽工程沥青混凝土心墙砂砾石堆石坝的工程质量及结构的稳定安全可靠.此结果可为相关工程提供借鉴.     

基于ANSYS的某土石坝非线性特性分析(英文)

以某深覆盖层沥青混凝土心墙土石坝为例,建立了其有限元模型,运用ANSYS 7.0分析软件对其进行了非线性模拟,给出了坝体坝基应力和位移变化的规律,为深覆盖层坝基大坝的设计和分析提供参考.     

黄金坪坝基防渗墙地震反应规律

为研究地震作用对深厚覆盖层中坝基防渗墙的应力变形规律的影响并评价其抗震安全性,以黄金坪沥青混凝土心墙堆石坝为工程背景,在三维非线性静力分析的基础上,对坝基防渗墙进行了地震动力时程分析,动力计算中,坝体材料及覆盖层采用Hardin-Drnevich本构模型.计算结果表明,在地震过程中,防渗墙加速度和动位移反应均较小;横河向最大拉应力相比于静力工况增加了10.9%,防渗墙拉裂状况基本没有恶化;竖直向最大压应力为-33.62 MPa,增幅为0.9%;竖直向压应力最大值仅1.8%来自于地震波作用.综合看来,设计地震对防渗墙的应力变形状态影响不大.     

宝山水电站沥青砼心墙特性分析

根据宝山水电站堆石坝浇筑式沥青砼心墙的试验研究及施工实践，分析论证了浇筑式沥青砼土的抗渗性能，对坝体变形的适应性、力学稳定性和耐久性，给出了满足工程质量要求的浇筑式沥青砼的选用材料及其配合比     

水工建筑物防渗系统沥青混凝土性能研究

通过分析沥青混凝土心墙防渗材料的特点和国内外研究现状,对沥青混凝土的制备要求和配比设计进行探讨.随后基于三轴试验,对沥青混凝土心墙进行研究,得出击实成型、静压成型实验结果,以及加载速率对沥青混凝土力学性能的影响.希望为今后水工建筑物沥青混凝土的配比和制备提供理论依据.     

自生体积变形对高拱坝温度应力的影响研究

自生体积变形是评价混凝土抗裂性能的一个重要参数.在温度场仿真的基础上对小湾高拱坝混凝土自生体积变形进行温度应力敏感性分析,对自生体积变形进行假定时,考虑混凝土为收缩型和膨胀型.计算结果表明,早期膨胀、早期收缩型混凝土只对坝体早期温度应力影响较大,对坝中心温度应力最大值影响不大;膨胀期越长,坝中心温度应力最大值越小,最终残余温度应力越小,对坝体混凝土的抗裂性有利.     

湖水位壅高条件下堰塞体土料变形特性DEM-PFV耦合模拟研究

我国西南地区多为高山峡谷地貌,易发生滑坡堵江事件,形成堰塞湖。堰塞湖水位壅高过程中,堰塞体为常剪应力路径,即剪应力保持不变,孔隙水压力不断增大。但已有的研究主要集中于固结排水剪和固结不排水剪,与堰塞湖水位壅高过程中的实际应力路径有别,因此开展常剪应力路径下堰塞体材料的变形特性研究,是深入分析湖水位壅高过程中堰塞体动态响应的有效途径。鉴于此,本文以2018年10月11日白格堰塞湖为例,以堰塞体的实际高度、漫顶前的最高堰塞湖水位及湖水位壅高过程中的实际应力路径为基础,基于细观尺度的离散元（DEM）—孔隙有限体积法（PFV）流固耦合方法,从敏感性分析的角度出发,开展了不同围压、不同初始应力条件下堰塞体土料的常剪应力剪数值模拟试验,并从材料的应力应变关系（宏观）及内部接触力（微观）的分布规律等角度出发,揭示了湖水位壅高过程中堰塞体不同位置的变形响应及其微观力学机理。研究表明,湖水位壅高条件下堰塞体土料变形特性受到土料位置、强度和湖水位壅高程度的联合影响。处于堰塞体不同位置的土料,围压与初始应力比条件不同,并且在堰塞体漫顶之前所遭遇的最大孔隙水压力也不同,从而导致在堰塞湖水位壅高过程中,不同位置的堰塞体土料呈现出不同的变形特性,一般呈现由里及外变形逐渐增大的规律。在相同围压条件下,靠近堰塞体上游外缘的土料,初始应力比相对较高,且遭遇的最大孔隙水压力也相对较高,从而在堰塞湖水位壅高过程中其应力路径会穿越失稳线,导致颗粒之间的接触力减弱,从而产生较大的变形,且大变形区的厚度与范围受到初始应力比及最高湖水位的限制。堰塞体内部初始应力比相对外缘较少,在湖水位壅高过程中应力状态穿过失稳线的可能性降低,从而变形也相对较小。     

土石坝加固前后应力变形特性分析

以某水库土石坝除险加固工程为实例,综合考虑了大坝渗流场和应力场的耦合效应以及混凝土防渗心墙与土体之间的接触效应,建立了土石坝防渗心墙除险加固前、后的弹塑性有限元模型,对土石坝加固前以及心墙加固后的应力、变形进行了计算,并进行了加固前后土石坝的应力变形对比分析以及加固后防渗心墙的应力变形特征分析,计算结果可为工程除险加固后的大坝安全监测与管理提供重要参考。     

沥青混凝土心墙土石坝水力劈裂计算分析

分析了土石坝水力劈裂原理,针对新疆吐鲁番二塘沟沥青混凝土心墙土石坝,选取河床部位最大断面为典型断面,采用有限元法对其进行水力劈裂计算分析,得出:该土石坝心墙任一高程处的中主应力都小于竖向应力,且中主应力和竖向应力都大于水压力。因此,该坝的心墙不会发生水力劈裂。     

锦屏一级水电站上游围堰安全评价

锦屏一级水电站上游围堰采用复合土工膜斜墙加塑性混凝土防渗墙防渗.通过土石坝专用分析软件SEDNA,对上游围堰典型断面进行应力变形平面有限元数值分析,研究堰体和防渗墙的应力、应变特性,以及土工膜的位移和应变,结果表明,堰体和防渗墙的强度、变形及土工膜的伸长率均符合设计要求,整个围堰处于稳定安全状态.