300 m级高堆石坝长期变形预测

流变是高堆石坝变形的重要特征,过大的后期变形将对大坝的安全运行产生影响.采用幂函数流变本构模型,对双江口300m级心墙堆石坝长期变形进行了3维有限元仿真分析,根据堆石料尺寸效应的流变试验资料,初步探讨尺寸效应对高堆石坝长期变形的影响.分析结果表明:双江口心墙堆石坝在大坝满蓄后3年大坝变形基本趋于稳定,变形量在可控制范围之内;尺寸效应对高堆石坝长期变形影响明显,与实际堆石体相比,缩尺后的室内堆石试样表现出较小的长期变形,对大坝变形的预测精度有一定影响.     

基于大尺寸流变试验的高堆石坝长期变形预测

堆石体的变形是长期而复杂的过程,其变形包括瞬时变形和随时间变化的流变变形,过大的长期变形将对大坝的安全运行产生影响.采用长科院幂函数流变本构模型,对双江口300m级心墙堆石坝长期变形进行了三维有限元仿真分析,根据堆石料尺寸效应的流变试验资料,初步探讨尺寸效应对高堆石坝长期变形的影响.分析结果表明:双江口心墙堆石坝在大坝满蓄后3年大坝变形基本趋于稳定,变形量在可控制范围之内;尺寸效应对高堆石坝长期变形影响明显,与实际堆石体相比,缩尺后的室内堆石试样表现出较小的长期变形,对大坝变形的预测精度有一定影响.     

施工期高心墙堆石坝沉降非线性时变统计模型

针对施工期高心墙堆石坝环境复杂性及变形不确定性等问题,在合理选择非线性时变统计模型因子的基础上,基于Duncan-Chang模型和流变理论,综合分析了填筑过程、降雨、坝体及坝基材料流变等因素对沉降的影响,给出了每个模型因子的表达式,构建了施工期高心墙堆石坝沉降非线性时变统计模型。借助MATLAB平台,开发了计算程序,并将该模型用于糯扎渡高心墙堆石坝施工期沉降变形监控,测点DB-C-VW-01和DB-C-VW-02的平均相对误差分别为-0. 5661%和-0. 7036%,从而验证了施工期高心墙堆石坝沉降非线性时变统计模型的有效性。     

基于参数反演与耦合作用的高堆石坝垫层对坝体渗流影响仿真

通过研究混凝土垫层对高堆石坝渗流场的影响,旨在通过仿真模拟过程提出一种切实可行的分析方法,较准确地计算运行期坝体渗流量.结合糯扎渡心墙堆石坝工程实例,运用改进后的粒群算法对垫层混凝土热学参数进行反演并计算垫层温度场,模拟垫层上部土石料填筑过程,并考虑蓄水后水压力对垫层作用确定运行期垫层应力状态.参考垫层应力计算结果及实测资料预测垫层可能产生裂缝区域,利用立方定律研究垫层渗透系数变化对坝体渗流的影响;选取大坝典型剖面,以修改后的邓肯-张模型为基础并运用土体渗流耦合原理重新计算坝体渗流场及应力场.数值仿真计算结果表明:正确认识运行期垫层应力状态及渗透性质变化对准确模拟计算坝体渗流场具有较大意义.     

高心墙堆石坝施工期变形时空预测模型研究

针对高心墙堆石坝变形监测断面有限,而传统的单点变形预测模型难以有效反映坝体的整体变形趋势,通过采用分离型时空模型的构建方式,以及基于物理成因分析的单点变形拟合和空间拓展的思路,来构建施工期变形时空预测模型能够克服单点序列模型的某些缺点。本文基于现有的粗粒土变形计算理论,推导并建立坝体垂直、水平变形单点物理成因模型,在单点模型的基础上采用克里金空间插值技术进行空间拓展,构建了高心墙堆石坝变形时空预测模型。经瀑布沟高心墙堆石坝原观变形分析表明,垂直和水平位移物理成因模型能较好地模拟和反映测点变形趋势,实现了基于监测序列的高心墙堆石坝整体变形的三维预测,较好地描述了大坝三维变形趋势,具有较高的精度以及工程应用和推广价值。     

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.     

江坪河水电站混凝土面板堆石坝三维有限元分析与面板裂缝控制

裂缝是制约面板堆石坝推广的重要控制因素之一.针对可能导致面板出现裂缝的各种因素,结合江坪河面板堆石坝实际工程,建立包含面板、堆石体和岩基的三维数值分析模型,采用邓肯-张E-B模型模拟堆石体的应力应变关系,对竣工期与运行期的面板、周边缝的应力与变形展开研究,并对邓肯-张E-B模型中的关键控制材料参数进行了敏感性分析.结果表明:参数n、m对堆石体和面板的变形及应力影响较小,而Rf和k产生的影响较大.因此,堆石体选料应该级配合理,碾压应充分,保证坝体填筑均匀上升,加速竣工期沉降,减少蓄水后的变形量,避免蓄水后的堆石体和面板产生过大的沉降以及出现裂缝.     

深厚覆盖层高土石坝心墙应力变形特性研究

以在120 m深覆盖层上修建坝高100 m沥青混凝土心墙坝的有限元分析为例,探讨了沥青混凝土心墙高土石坝心墙在深厚覆盖层上的应力变形特性,分析了库水升降循环对沥青混凝土心墙坝心墙应力变形的影响.计算结果表明:沥青混凝土心墙存在较明显的应力拱效应,蓄水后这种拱效应减弱;沥青混凝土心墙具有较强适应坝基变形的能力.     

黄栗树水库土坝变形与裂缝分析

对坝体的变形和裂缝进行分析 ,指出坝顶的沉降率达 3 .98% ,可能发生左右坝头深层裂缝     

模型分析在某大坝水平位移分析中的应用

结合坝顶水平位移实测资料,介绍某水电大坝水平位移混合模型和确定性模型的建模原理、模型成果、坝体变形参数和温度线膨胀系数反演的方法和成果.     

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.     

施工期高心墙堆石坝沉降变形监控模型构建研究

高心墙堆石坝施工期具有环境复杂性以及变形不确定性,其监测数据表现为一系列包含噪声且波动性较大的短序列数据。针对高心墙堆石坝施工期沉降监测数据序列短、信息贫、突变性等特点,基于高心墙堆石坝实测数据,综合运用灰色理论和马尔可夫链理论,构建了施工期高心墙堆石坝灰色马尔可夫链预测模型,给出了计算流程,开发了计算程序。最后将该预测模型用于某高心墙堆石坝,结果证明了施工期高心墙堆石坝灰色马尔可夫链预测模型的有效性。     

瀑布沟地下厂房施工期变形与稳定的跟踪预报

应用基于弹粘塑性势理论的有限单元方法、人工智能方法以及加锚节理力学模型,建立基于位移监测资料的岩体力学参数反演系统,根据反演参数实现对地下洞室后续施工过程中围岩稳定性与变形的预报.应用该反演预报系统,动态跟踪预报瀑布沟地下洞室群在开挖、支护过程中围岩的稳定与变形情况,对洞室群的稳定性进行了评价.     

西沟大坝观测资料分析

根据西沟沥青混凝土心墙堆石坝1992～2003年的渗流、大坝变形等观测资料，分析了渗流量的变化规律，建立了渗流量与“水位”、“时限”关系的回归方程。     

汶川地震对硗碛大坝影响分析

硗碛大坝为砾石土心墙堆石坝,最大坝高125.5 m,坝基覆盖层深70 m.其坝址距5.12汶川地震震中71km,地震发生时坝区有强烈震感.该坝埋设有较完整的大坝安全监测仪器,通过对大坝变形、渗流渗压及应力应变监测资料的分析,考察汶川地震对硗碛大坝工作性态产生的影响.分析结果表明,整个大坝在遭遇M8.0级大地震之后,外观无异常现象,总体运行性态基本稳定.但此次地震对大坝各个部位的变形、渗流渗压和应力应变仍有一定影响,特别是左岸防渗帷幕受到局部损坏.     

高心墙堆石坝初次蓄水速率影响研究

高心墙堆石坝水力劈裂问题得到国内外学者的极大关注,特别是在初期导流洞及中期导流洞封堵后,水库水位上升速率可能很快,极易形成"水楔"作用.采用土工离心模型试验技术,模拟了长河坝心墙中存在裂缝和不同蓄水水位上升速率.模拟结果表明蓄水水位上升速率越快,心墙裂缝的内外水压力差增长越快,峰值越大,大坝允许最大蓄水速率为25.5m/d.     

太湖隧道软土基坑长期稳定性分析与变形预测

以太湖隧道某大型基坑工程为背景,构建基于支持向量机方法的智能反演系统,开展室内软土蠕变实验,提出结合智能反演和蠕变实验的分析方法. 结合现场监测数据,综合确定相关土层的基本物理力学参数及蠕变相关参数. 结合现场超载作用下软土基坑的变形进行分析,验证了该方法在进行软土基坑超载作用下长期稳定性分析及变形预测中的可适用性. 将该方法应用于太湖隧道的超载优化设计,取得了良好的效果.     

邓肯-张E-B模型的ANSYS二次开发及应用

随着土石坝坝体高度的增加,土石坝的应力和变形分析已成为大型土石坝设计中不可缺少的一部分,有限元法是进行应力和变形分析的一种有效方法.在土石坝有限元计算中,难点主要是ANSYS中并不包含土石坝材料的本构关系.利用ANSYS提供的APDL语言二次开发平台,开发出了在土石坝工程中应用广泛的邓肯-张E-B模型,并应用于安宁水电站沥青混凝土心墙堆石坝的应力与变形计算,结果较好地反映了土石坝的实际应力变形规律.     

高混凝土面板坝流变分析

推导了高围压下的幂函数流变本构模型在三维有限元分析中的具体算法和实现步骤.根据该流变模型对水布垭面板堆石坝进行了流变分析.结果表明,考虑堆石流变后的坝体沉降有明显的增加,对面板的应力变形状态有较大影响,对于高面板堆石坝,选用合适的流变模型正确模拟堆石体的流变变形及发展规律,对减小面板的裂缝和脱空具有重要意义.     

某水电站面板堆石坝三维有限元变形分析

旨在给面板堆石坝的设计提供有效的技术参数,提出了科学合理的坝体分区以及面板与分缝的结构形式,数值模拟了面板堆石坝三维渗流问题,利用邓肯-张E-B模型,基于有限元分析软件ANSYS提供的二次开发程序,分析了混凝土面板堆石坝竣工期和蓄水期的应力变形.计算结果表明:蓄水期坝体最大横断面最大计算沉降约为147.5cm,约为坝高的1.2%,坝体最大主应力约为2.33 MPa,面板的挠曲变形最大值约为14.88cm,坝体的应力和变形以及面板的变形均较小;岸坡地形对坝体和面板的应力变形有着明显的影响,右岸陡边坡及凸山梁,引起坝体和面板的变形梯度均较其他部位大.运用ANSYS模拟面板堆石坝三维渗流的应力应变合理可行.