重力坝结构模型重复性试验研究

某水利枢纽非溢流重力坝同一坝段的两个相同模型,分别进行了在设计荷载作用下的应力及变形分析和超载作用下的稳定性分析试验,得出该重力坝段的应力分布、位移情况和破坏机理。在此基础上,对两个模型的试验结果进行对比分析,得出由两个模型求得的原型的应力及位移值之间的相对误差均不超过10％,证明了通过结构模型试验对原型进行应力及位移分析的可靠性及试验的可重复性。在稳定性分析方面,利用结构模型破坏试验模拟了原型在超载作用下的破坏机理。     

Hardfill 坝结构破坏模型试验研究

Hardfill坝是一种新坝型,有必要研究其结构破坏模式与破坏机理,评价结构安全度以促进新坝型的发展和应用。采用地质力学模型试验方法,进行了国内首次Hardfill坝破坏模型试验,分析大坝在外荷载作用下的变形、破坏特征及其演变过程。试验结果表明,Hardfill坝的破坏区域主要发生坝踵、坝趾及坝基面上,在超载过程中大坝经历了稳定、非线性变形以及失稳破坏3个阶段;大坝破坏模式为坝踵首先出现开裂,坝趾随即产生裂缝,最终坝体沿坝基面整体失稳,同时坝踵与坝趾附近部位开裂而形成了脱离坝体的三角形块体;坝踵、坝趾开裂超载系数K1=6.0～7.0,大变形超载系数K2=7.5～8.5,最终破坏超载系数K3=9.0～10.0。     

Hardfill坝结构破坏模型试验研究

Hardfill坝是一种新坝型，有必要研究其结构破坏模式与破坏机理，评价结构安全度以促进新坝型的发展和应用。采用地质力学模型试验方法，进行了国内首次Hardfill坝破坏模型试验，分析大坝在外荷载作用下的变形、破坏特征及其演变过程。试验结果表明，Hardfill坝的破坏区域主要发生坝踵、坝趾及坝基面上，在超载过程中大坝经历了稳定、非线性变形以及失稳破坏三个阶段；大坝破坏模式为坝踵首先出现开裂，坝趾随即产生裂缝，最终坝体沿坝基面整体失稳，同时坝踵与坝趾附近部位开裂而形成了脱离坝体的三角形块体；坝踵、坝趾开裂超载系数K1=6.0~7.0，大变形超载系数K2=7.5~8.5，最终破坏超载系数K3=9.0~10.0。     

混凝土重力坝模型试验研究

为了真实反映带裂缝混凝土重力坝的破坏过程,本文开展了重力坝比例模型试验研究工作,同时也进行了模型试验中所用混凝土材料的断裂参数测定试验.通过制备比例为1∶80的重力坝模型,研究了不同初始裂缝位置条件下重力坝的破坏全过程,并记录了荷载～裂缝口张开位移曲线及裂缝扩展轨迹.通过本文的研究获得了较为完备、准确的重力坝模型试验数据,这为评估带裂缝工作重力坝的安全性提供了试验依据,也为数值计算提供了可靠的验证数据.     

龙滩碾压混凝土重力坝试验研究

碾压混凝土重力坝采用大仓面薄层连续浇筑，其层面是一个薄弱环节，这是与常规混凝土坝的主要区别之一。为此结合仿真模型试验和非线性有限元法计算，论述碾压混凝土重力坝层面破裂面的形状、位置、发生条件及其影响因素，为设计碾压混凝土重力坝提供了科学依据     

右江百色RCC重力坝坝基稳定三维地质力学模型试验研究

采用三维地质力学模型试验方法，强用强度储备与超载相结合的概念，在同一模型上完成坝基稳定的破坏试验，探讨百色重力坝河槽右侧两个非溢流坝段坝基破坏秩稳过程，机理及特征，得出了综合稳定安全度，并提出了相应的结论与建议。     

某工程重力坝溢流面设计与模型试验

某水库混凝土重力坝最大坝高91.4 m,通过表孔水工模型试验,分析比较了光滑式溢流面和台阶式溢流面的泄水情况,验证了采用台阶式溢流面和挑流鼻坎联合消能的可行性和合理性,取得了良好的效果。     

碾压混凝土重力坝失稳破坏机理研究

采用非线性有限元法，对碾压混凝土重力坝的应力分布和稳定性进行了分析计算，着重研究了在考虑和不考虑碾压混凝土层面影响的情况下碾压混凝土重力坝的失稳破坏机理。     

碾压混凝土重力坝破坏机理研究

碾压混凝土重力坝采用大仓面薄层连续浇筑，其层面是一个薄弱环节，这是一常规混凝土坝的主要区别之一。“八五”期间结合仿真模型试验和非线性有限元法计算，对碾压混凝土重力坝体层间破坏的形状、位置、发生条件及其影响因素进行了研究，为设计碾压混凝土重力坝提供科学依据。     

基于多层次模糊综合评价的重力坝风险评估模型研究

针对重力坝的特点建立了风险评价指标体系,运用层次分析法计算出各指标权重,建立起多层次模糊综合评价矩阵,计算出大坝的综合风险值,对照风险集得出评价结论,从而通过多层次模糊综合评价法建立起了重力坝风险评估模型,最后利用该模型对某重力坝进行了风险评估,评估结果与实际情况相符,说明该模型在大坝风险评估工作中具有较好的适用性。     

重力坝模型的尺寸效应

利用两个不同比尺预制缝重力坝模型的试验成果,以有限元富集技术进行非线性断裂分析,建立了极限承载力和长度比尺的确定性尺寸效应公式。混凝土重力坝的断裂尺寸效应满足指数衰减关系,用三次指数衰减公式可以准确地预测原型的极限承载力。断裂过程区的相对长度是引起模型试验尺寸效应的主要原因。数值计算结果表明,断裂过程区相对长度不仅是与材料有关的参数,能否充分发展还取决于结构尺寸和几何形状;断裂过程区相对长度的尺寸效应不同于统计尺寸效应和断裂参数尺寸效应,具有尺寸范围效应。断裂过程区相对长度在小试件、大试件和相对无穷大试件的发展程度不同。     

重力坝可靠性分析的IPSO-Kriging模型

针对传统概率可靠性分析方法在重力坝可靠性分析方面因结构自身性能不确定性及功能函数高度非线性等影响,其解析过程中收敛性差、精度低且耗时较长等问题,结合改进粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)、Kriging模型提出一种基于IPSO-Kriging模型的重力坝可靠性分析方法。借助PSO全局寻优能力强和鲁棒性强等优点,通过对算法本身加以变异操作、惯性权重和高斯加权等诸多方面进行重构(improved PSO,IPSO),依靠IPSO算法的群体搜索能力克服模式搜索法寻得参数θ~*易陷入局部最优值和对初始值较敏感的缺点,确保在任意初始值条件下都能获得极大似然条件下搜索到的最优参数θ~*,进而改善传统PSO收敛速度慢和早熟等问题。通过构建融合IPSO算法IPSO-Kriging数学模型,建立基于IPSO-Kriging模型的重力坝可靠性优化模型。经实例考证所建方法既能合理考量参数变异性,又能在提升精度基础上减少仿真计算次数以实现重力坝工程可靠性的高效计算。     

基于Kriging模型的重力坝可靠性分析

针对重力坝概率可靠性分析时其参数实时获取难,以及其极限状态方程高度非线性甚至非显式表达等问题,本文基于衰减函数获取重力坝服役后参数统计信息基础上,融合Kriging模型强拟合能力,建立了重力坝极限状态方程的Kriging模型,并给出了Kriging模型检验方法;由可靠指标几何定义,发展了一种重力坝可靠指标优化计算方法.经实例考证,本文方法有效考虑了服役效应对重力坝可靠度的影响,较好适应了重力坝高度复杂的工程特性,可更真实及深入分析重力坝的运行可靠状态.     

混凝土重力坝安全监测的位移混合模型

根据数理统计分析方法建立混凝土坝位移混合监控模型,对模型中的温度因子和时效因子进行扩充。结合东北地区某混凝土重力坝原型观测资料,详细介绍了建立混合监控模型的基本过程,计算结果表明混合监控模型的拟合精度较高,可以在大坝安全监测中发挥重要作用。     

强震作用下重力坝考虑辐射阻尼的一种简单模型

提出一种在强震作用下重力坝考虑地基辐射阻尼效应的动力反应的简单模型,该模型在无质量地基模型的坝体-地基交接面设置黏性阻尼器,并通过大量的计算统计确定阻尼器的系数。计算了100m级和200m级重力坝在不同频谱地震、不同地基弹性模量条件下的地震响应,结果表明,简单模型和弹簧-阻尼边界模型结果接近,误差在8%内。     

混凝土重力坝-面板堆石坝复式结构型式研究

针对目前特高面板堆石坝存在的面板挠曲变形大、面板缝易拉开、底部面板不能检修等突出问题,提出了一种适用于特高面板堆石坝的新型坝体结构型式——混凝土重力坝-面板堆石坝复式结构。重点分析了施工期、蓄水期及蓄水期发生地震时,新型复式结构混凝土重力坝的高度、上下游坡比、趾板布置等体型参数变化对大坝结构应力变形及面板挠度等指标的影响,为新型结构型式体型的选择提供参考。优选的新型复式结构型式与常规堆石坝结构的计算结果对比分析表明,复式结构除周边缝张开变位及施工期面板应力大于常规面板坝外,其他指标均占据优势,且周边缝张开变位完全在相应规范及止水结构允许变形范围内,并具有较高的安全裕度。新型挡水结构可缩短混凝土面板长度,改善面板受力状态,减少面板挠曲变形,并有效提升面板堆石坝坝踵及趾板部位的可维修性。     

高碾压混凝土重力坝渗流分析和防渗结构的研究

龙滩工程大坝是一座200m级的高碾压混凝土重力坝,由于库大水深,水库空库机会少,检修条件差,所以大坝上游面防渗结构的可靠性和耐久性是保证大坝安全运行的关键技术之一。“九五”国家科技攻关项目《高碾压混凝土重力坝渗流分析和防渗结构的研究》专题,系统地研究了碾压混凝土本体与层（缝）面的渗透特性,研究了一套能模拟大坝各种防渗设施及反映碾压混凝土坝渗流特点的计算方法,并设计研究出能供龙滩高RCC重力坝及类似工程使用的防渗设计方案。专题依托在建的江垭工程RCC重力坝（现已建成）和即将动工兴建的龙滩工程高RCC重力坝,使渗流分析和防渗结构的研究取得一大批创新性成果,并推荐了可供龙滩工程最后选用的防渗方案,这对于其他类似工程也有重要的借鉴意义。     

混凝土重力坝变形博弈监控模型研究

传统的重力坝安全监控模型考虑了水压、温度及时效等外荷载的作用,尚不能反映出大坝材料与结构特性的影响。基于博弈思想,提出大坝变形的博弈参与者,研究分析了大坝变形与大坝材料、大坝结构特性等抗因素的关系,构建了大坝安全监控博弈模型的具体表达式。工程实例分析表明,本文所提出的博弈模型能够更好地模拟大坝的变形过程。     

重力坝坝体库水气幕相互作用的振动台试验

结合某碾压混凝土重力坝工程,模拟了坝体库水气幕的动力相互作用,振动台模型试验中测试了大坝自振频率、坝面动水压力、坝面加速度和上、下游坝面动应力响应、坝顶位移等,研究了气幕对坝面动水压力、加速度、位移等的影响,并将库水有限元模型的计算结果与模型试验成果进行比较。结果表明,气幕对坝面动水压力及其动力特性均有影响,坝前气幕的良好压缩性能对地震效应有很大的缓冲作用,能降低动水压力和坝体的动应力,改善和提高坝体的抗震性能。