基于整体稳定安全度为目标函数的高拱坝优化设计

该文探讨了高拱坝优化设计的可行方案并结合工程实例采用整体稳定安全度为目标函数,以坝体上游面开裂深度与坝体厚度的比值为约束条件对某高拱坝进行优化设计,得到了具有参考价值的体型参数,验证了优化方案的可行性.     

某混凝土高拱坝整体安全度评估

某混凝土双曲拱坝坝型和地质条件较为复杂,需要开展拱坝结构特性研究,为此,就拱坝在基本荷载组合和特殊荷载组合下的应力、稳定状态、影响坝体应力变形状态因素的敏感性和拱坝的超载安全度等进行分析,并采用三维非线性有限元超载法对拱坝-地基系统的整体安全性进行研究,确定了系统的整体超载安全度。     

牛头山双曲拱坝整体稳定三维非线性有限元仿真分析

牛头山水电站双曲拱坝设计坝高108m,其坝址河谷呈V形,有良好的建坝条件,但基础左坝肩、右坝肩均存在断层和深部裂隙等地质缺陷,成为工程的隐患。本文利用三维非线性有限元法对坝体及基础进行数值模拟分析,考虑各种地质缺陷及其组合对坝体及基础应力位移的影响,找到最不利的因素,并利用超载分析寻求大坝的极限荷载和破坏机理,为如何对牛头山双曲拱坝左、右坝肩基础进行处理提供可靠根据。     

设缝高拱坝的整体安全度和破坏机理研究

为探讨设缝拱坝的整体安全度和可能的破坏形式及破坏机理，对坝体混凝土、缝和坝基材料采用了不同的非线性材料模型，并用增大水容重和降低坝基交界面或缝面材料强度储备两种方法对未设缝高拱坝、设部分周边缝高拱坝和底缝高拱坝的破坏形式、过程进行研究。结果表明，三种坝型的整体安全度由大到小的顺序为：未设缝拱坝、部分周边缝拱坝和底缝拱坝；破坏均是从坝体与垫座交界面上游侧开裂开始，向下游扩展，最终下游侧为屈服破坏。拱冠上、下游侧附近首先出现屈服，然后向下、向左右两侧扩展。底缝拱坝在垫座内的开裂最为严重。     

拱坝的非线性分析

本文讨论非线性有限元法在拱坝分析中的应用。用弹塑性—断裂模型描述拱坝与基岩的力学性质,可以求得拱坝—岩基交界面的开裂区范围、拱坝变形的变化和拱坝的应力重分布情况。典型算例表明,考虑拱坝—岩基交界面的开裂后,坝踵处高铅直拉应力消失,而铅直压应力仅略有增加。从而可知,在拱坝设计中推广非线性分析方案可以导致更经济的设计和更简单的拱坝体型。     

高拱坝稳定安全度研究综述

针对我国西部兴起的高拱坝建设热潮,对目前高拱坝稳定安全度的分析方法进行了总结,主要方法有柔度系数法、安全系数法、可靠度方法和模型试验法。总结了拱坝的失效模式和失稳判据;对工程中最常用的安全系数法,系统阐述了计算安全度的数值方法和最新进展;得出拱坝安全度控制标准由局部安全度向整体安全度转变、安全度分析方法由确定性方法向不确定性方法发展的结论,另外常规的拱坝稳定数值分析方法如刚体极限平衡法和有限元法得到不断完善,新型数值方法在拱坝稳定分析中也有很好的应用前景。     

高拱坝整体稳定问题的试验研究

针对高拱坝的整体稳定问题,阐述了地质力学模型试验研究技术、方法及应用.地质力学模型,在材料模拟方面,除必须模拟坝基岩体的力学变形特征外,还必须模拟坝体、坝基内部各种不连续面,如裂缝、断层、软弱夹层及具有显著连通率的节理裂隙的分布和力学性能,以及建筑物基础岩体的非线性特征.它不仅限于研究已知荷载条件下的某一状态,更重要的是研究在渐增荷载作用下直至破坏的整个变化过程,给出一个相当明显的形象直观概念和量值结论.锦屏高拱坝是目前世界上在建的最高双曲薄拱坝,大坝承受水压力巨大,坝址地质条件复杂,其设计和分析都是超出现行规范,使锦屏高拱坝的稳定安全性成为人们极为关注的问题.采用地质力学模型试验进行研究分析,以验证与评价锦屏高拱坝的整体稳定安全性,具有十分重要的意义.     

隔河岩重力拱坝加固方案地质力学模型试验研究

本文采用地质力学模型试验技术对清江隔河岩重力拱坝加固方案进行了整体模型试验。通过研究,对大坝及基础的整体安全度有了更进一步的认识,对加固处理措施的效果作出了评价。同时,对拱坝地质力学模型试验技术及超载安全度进行了新的研究和探讨。     

基于非线性有限元法的高拱坝坝肩岩体抗滑稳定分析

高拱坝的安全性在很大程度上依赖于坝肩岩体的稳定性,目前在设计中,高拱坝坝肩岩体稳定性分析方法主要是刚体极限平衡法,但该法不能考虑岩体的应力-应变关系,不能很好地反映坝肩岩体的破坏机理以及拱坝与坝肩岩体的相互作用效应。本文从摩擦理论和矢量几何出发,导出了三维可能滑体的抗滑稳定安全系数计算公式,并通过等参逆变换的方法,将非线性有限元法的计算成果纳入到所建立的公式中,形成了“基于非线性有限元的高拱坝坝肩岩体抗滑稳定分析方法“。具体工程的应用成果表明,所给出的基于非线性有限元的坝肩岩体抗滑稳定分析方法充分反映大坝与坝基岩体的共同作用效应,是进行高拱坝坝肩岩体稳定性分析的一种有效方法。     

坝肩岩体地震残余变形对小湾拱坝安全影响

用有限元模拟拱坝坝体、非连续接触单元模拟坝肩，计算了在设计地震荷载作用下小湾拱坝坝肩残余位移和坝体应力。以拉应力达到坝体混凝土抗拉强度为控制标准，得出坝肩岩体的动力稳定安全系数。计算结果表明，小湾拱坝坝肩仍具有一定的安全度。     

拱座稳定的三维极限分析

本文介绍了一个建立在塑性力学上限定理基础上的边坡稳定三维极限分析方法，该法将滑动体划分成一系列具有倾斜侧面的条柱，引入Mohr-Coulumb相关联法则后可求得这些条柱的塑性速度场，通过功能平衡方程可算得安全系数，采用最优化方法计算临界滑动模式，并使用这一方法计算了小湾拱座的稳定安全系数。     

拱坝运行期坝肩变形对岸坡溢洪道受力影响的有限元法分析

通过有限元计算,分析龙泉市岩樟溪一级电站拦河坝在最不利工况时对岸坡溢洪道结构的应力和稳定的影响.根据计算成果,认为在采取溢洪道底板和侧墙加插锚筋后,正常的坝肩变形不会对溢洪道结构的应力和稳定造成危害.     

锦屏一级高拱坝整体稳定物理与数值模拟综合分析

高拱坝的整体稳定是工程建设中的关键问题之一,地质力学模型试验和数值计算是研究这一问题的重要方法。通过理论推导建立了基于综合法的大坝稳定安全系数评定关系式。针对锦屏一级高拱坝坝肩地质条件复杂,影响拱坝整体稳定的断层、岩脉、节理裂隙众多,坝高库大和加固难度大,工程安全稳定问题十分突出等特点,采用综合法地质力学模型试验与三维非线性有限元相结合的方法,对加固处理后的锦屏一级高拱坝整体稳定性开展研究。获得了拱坝在正常工况下的工作性态,以及在结构面强度参数降低约30%后坝肩的超载变形失稳过程和最终破坏形态,提出拱坝与地基综合法整体稳定安全度为5.2~6.0(试验值)和5.98(计算值)。通过综合分析模型试验和数值计算的成果,评价了锦屏一级高拱坝工程的安全性和加固效果。研究成果为锦屏一级拱坝工程的安全监测和运行管理提供了科学依据,同时也为其他类似高拱坝工程的稳定分析提供参考。     

清溪拱坝坝基(肩)破坏模式及稳定性研究

采用三维非线性有限元法,对清溪RCC拱坝进行破坏模式及稳定性的研究,确定出坝基(肩)的点强度储备安全系数,以及在超载法和综合法下的破坏模式及稳定安全系数。结果表明:该拱坝安全系数满足工程要求,但温升温降荷载对坝体变位和坝身应力影响显著。     

圆弧双曲拱坝CADC系统的分析与总体设计

对圆弧双曲拱坝ＣＡＤＣ－圆弧双曲拱坝计算机辅助施工放样与图形处理系统作了全面的系统分析，阐述了该系统的总体设计思想，功能模块的划分，系统的研制方法以及各功能模块之间的数据传输方式。     

渗流荷载影响与拱坝安全分析

介绍了目前常用的几种水荷载施加方式,并分析各种施加方式的作用基理及合理性.并以云南小湾拱坝安全分析为例,对几种水荷载施加方式的结果进行对比分析.结果表明:不同的水荷载施加方式对拱坝安全影响重大,进行拱坝安全分析时,应该选用合理的水荷载施加方式.     

高拱坝安全性研究现状及存在问题分析

在总结高拱坝应力变形分析、破坏分析和安全度评估的现行规范及现有研究方法的基础上,指出这些方法存在的主要问题是:在进行破坏分析和安全度评估时没有考虑拱坝的破坏模式,破坏分析的层次不够明确,分析方法的建立和破坏判据的确定缺乏理论依据。针对这些存在问题提出了解决途径的建议,高拱坝的破坏应从材料层次的局部损伤和结构层次的整体失效研究。局部损伤须考虑材料的不均匀性,整体失效的研究应采用非强度理论。需要研究从材料层次的局部损伤到结构层次的整体失效破坏演变过程。高拱坝安全度的评估需要与失效破坏模式联系起来,应通过风险分析寻找最可能失效模式,确定与此模式相应的安全度。