混凝土面板堆石坝三维非线性有限元应力变形分析

基于通用有限元分析系统ABAQUS的用户子程序二次开发实现Ducan-chang双曲线模型,对某混凝土面板堆石坝(CFRD)的填筑与蓄水过程三维非线性有限元仿真模拟,得到了坝体和混凝土面板的应力与变形、混凝土面板的垂直缝和周边缝沉陷、剪切和张开变形等结果,对工程坝体断面优化分区、接缝止水设计提供了参考依据。     

董箐混凝土面板堆石坝地震响应特性研究

针对董箐混凝土面板堆石坝的抗震安全性要求,采用三维非线性动力有限元方法,考虑堆石料的动力非线 性及地震时坝体动水压力作用,采用等效线性模型求解坝体的地震反应,获得了该坝在EI-Centro地震波作用下及 峰值加速度时坝体和面板的加速度反应、位移反应、应力反应、垂直缝与周边缝位移反应及坝体地震残余变形等 地震动力反应特性,揭示了董箐面板堆石坝的地震反应规律与特点,分析了坝体的抗震安全性,论证了设计方案 的合理性。     

堆石坝面板表面裂缝影响因素的有限元数值分析

利用有限元计算法分析了膨胀剂、表面覆盖、水泥水化热、浇筑温度以及接触传热等因素对堆石坝面板表面应力的影响，详细阐述了混凝土表面应力的产生机理，为有效抑制表面裂缝的产生应加强保温保温措施。     

基于APDL的混凝土面板堆石坝三维非线形有限元分析

ANSYS作为一个大型通用有限元分析软件,在分析土壤、堆石体等散粒状材料模式上仅提供了Drucker-Prager材料,本文通过ANSYS参数化设计语言(APDL)在ANSYS中加入目前广泛应用与土体、堆石体的邓肯—张本构模型,并实现采用中点增量法的三维非线性有限元分析计算。最后通过一个工程实例的计算验证了算法的实用性和可靠性。     

面板开裂对大坝渗流特性影响的有限元分析

面板堆石坝工程中混凝土面板常会出现不同程度的裂缝,可能对坝体防渗造成安全隐患。通过合理模拟不同深度、类型、位置、大小及分布的面板裂缝进行大坝渗流场的有限元分析,获得面板裂缝对大坝渗流量及浸润线等渗流要素的影响规律。结果表明,面板裂缝未贯穿时,对坝体渗流特性影响很小;单一贯穿性裂缝会显著影响局部水头线分布,且与裂缝位置和大小明显呈正相关;多裂缝条件下,大坝渗流量明显增大,浸润线明显抬高。研究成果可为实际面板堆石坝工程防渗设计与运行管理提供参考。     

金佛山混凝土面板堆石坝应力变形三维有限元分析

以重庆市金佛山混凝土面板堆石坝为例,采用邓肯—张E-B非线性弹性模型对其进行了静力三维有限元应力—应变分析。结果表明,施工期和蓄水期坝体沉降量分别为71.55、73.75cm,占最大坝高的0.65%和0.67%;面板和趾板的压应力和拉应力均小于混凝土的抗压与抗拉强度;面板最大沉降量分别为0.38、0.64cm,且位于面板中部;施工期面板顺河向水平位移朝向上游,最大值仅为0.14cm;蓄水后面板顺河向水平位移朝向下游,最大值为1.09cm;垂直缝和周边缝的变形量较小,均能满足设计要求。     

地震作用下心墙堆石坝动力响应分析

以西部地区某心墙堆石坝工程为例,在对大坝进行三维非线性静力分析的基础上,采用非线性动力有限元 法对心墙堆石坝在地震作用下的响应做了数值分析研究,获得了坝体动应力、动位移、加速度等分布规律,并评 价了土石坝的抗震安全性,为工程设计提供了参考依据。     

猴子岩超高面板堆石坝应力和位移非线性有限元分析

建立合理的三维有限元模型分析面板堆石坝的应力变形特性对于优化坝体设计、改进施工方法具有重要的意义。以猴子岩超高面板堆石坝为例,运用邓肯—张E-B模型建立了堆石体材料的本构模型,通过APDL参数化语言对邓肯—张E-B模型进行了二次开发,运用生死单元技术模拟了施工过程,利用ANSYS软件建立猴子岩面板堆石坝三维有限元计算模型分析了大坝蓄水期的应力和变形,并对蓄水期坝体位移的有限元计算值与水管式沉降仪的监测值进行了比较分析。结果表明,有限元计算得到的坝体位移、应力均满足安全要求,符合大坝变形的基本规律,实测值与计算值基本吻合,进一步验证了有限元计算值的可靠性,为优化设计和指导施工过程提供了可靠的依据。     

强震区抽蓄电站沥青混凝土面板堆石坝抗震稳定性分析

我国西北强震区某拟建抽水蓄能电站上水库采用沥青混凝土面板堆石坝,最大坝高161 m。为分析该坝抗震稳定性,在大坝非线性静力分析基础上,采用改进的等效粘弹性模型和有限元动力时程法等理论,对大坝开展三维有限元地震反应和坝坡抗震稳定性计算。结果表明,大坝在100年1%超越概率的校核地震(地震加速度为0.48g)作用下,坝体及面板的动力反应分布规律合理。其中,坝体顺河向、坝轴向、竖向加速度极值分别为13.93、13.91、13.80 m/s²。考虑静动叠加后,在沥青混凝土面板反弧段的拉应变极值达0.95%,但小于改性沥青混凝土抗拉强度的一般允许值。因此,大坝即使遭遇0.48g的校核地震作用,亦能保持较好的整体安全性,不会出现重大抗震安全事故。     

公伯峡面板堆石坝三维应力变形有限元分析

基于邓肯-张E-B模型,对公伯峡面板堆石坝进行了应力变形三维有限元仿真计算,获得了其竣工期及运行期的应力变形分布规律,并将运行期的计算结果与实测成果进行了对比分析,进一步探讨了公伯峡面板堆石坝运行期面板的应力变形特性,所得成果具有实际应用价值。     

混凝土面板堆石坝坝顶道路通车限制计算分析

为分析大坝坝顶道路通车对坝体及帷幕灌浆区的影响,在四种不同灌浆方案下,分析了坝顶道路行车条件下的大坝动力响应情况,坝体在车辆动荷载作用下不同灌浆面积时的动拉应力,以及动荷载引起的大坝永久变形分布及变化规律,并根据坝体在车辆荷载作用下的动力响应,探讨了车重、车速与动应力之间的关系。分析结果表明,在坝顶道路行车条件下,灌浆区的最大动主应力随灌浆区面积的增大逐渐减小,说明灌浆区面积越大对通车越有利;各灌浆方案下的坝体变形均较小,且变形分布均匀,未出现位移集中区;灌浆区动主拉应力随车重的增加基本呈线性增长;在坝高1/3范围内及以下全部灌浆时,坝顶路面车辆间距为10m,车速为20km/h时,建议通车车重不超过4.38t,限高1.90m。研究成果为工程实践提供了参考依据。     

三板溪面板堆石坝主坝沉降资料分析

三板溪水电站大坝监测系统已经正常运行13年,主要采用人工几何水准测量了解大坝变形量和运行状况,对大坝进行沉降变形监测是为了及时掌握大坝的运行状态,如有发现异常情况,及时做出有效措施,确保大坝安全运行.利用沉降观测资料,分析三板溪水库大坝多年的沉降数据,绘制沉降过程线,沉降分布图及测点沉降回归拟合曲线.通过沉降资料分析,...     

混凝土面板堆石坝高趾墙动力性态计算研究

采用三维非线性动力有限元方法，对甘肃海甸峡水电站的面板堆石坝和高趾墙的动力反应特性进行计算研究．详细分析了高趾墙的动力应力变形规律，论证了该设计方案高趾墙布置的合理性。     

混凝土高面板堆石坝流变分析

针对高面板堆石坝的应力变形特性,分析了堆石体的流变机理,提出了一个能够反映堆石长期变形特性且易于通过反分析方法确定参数的堆石流变模型.研究了公伯峡电站面板堆石坝在不计入堆石流变和计入堆石流变两种情况下的面板坝的应力变形分布范围和形态,以及计入堆石流变后对面板和周边缝所产生的各种影响与程度.     

金佛山沥青混凝土心墙堆石坝地震反应三维有限元分析

针对金佛山沥青混凝土心墙堆石坝的特点,采用三维非线性动力有限元法进行了地震动力反应分析,重点研究了坝体在地震荷载作用下的加速度、动应力、地震永久变形的变化规律和分布。结果表明,加速度在坝顶附近达到最大值,存在明显的鞭梢效应;动应力在坝体分布较均匀;坝体永久变形不大。可见大坝整体抗震性能较好,满足给定地震作用下的抗震安全性要求。     

混凝土拱坝应力分析的有限元方法探讨

采用有限元法计算拱坝应力时,在拱坝近基础部位存在明显的应力集中,这对计算结果的评价带来了困难。为明确应力集中部位的真实应力水平,以大型分析软件ANSYS为平台,建立了拱坝三维有限元模型。针对同一模型,在相同荷载作用下,分别采用混凝土单轴强度准则(线性有限元法)和混凝土多参数强度准则(非线性有限元法)进行计算,并分析了非线性有限元法计算中参数ft值的敏感性。结果表明,两种方法所得的拱坝应力分布规律基本一致,而非线性有限元法可描述坝体在应力水平较大部位是否开裂。