重力坝与坝基体系地震损伤破坏分析

为了揭示重力坝坝基体系地震破坏过程,需要同时考虑坝体和地基的损伤破坏。本文建立了较为完整的重力坝-地基-库水非线性动力分析模型,同时利用笔者开发的程序模拟了重力坝地基体系的地震破坏。结合印度Koyna坝震害,研究了坝体和地基岩体均采用损伤模型重力坝地基体系的地震破坏过程。作为比较分析,对坝体采用损伤模型、地基采用Drucker-Prager弹塑性模型进行了重力坝地基体系的地震破坏研究。计算结果表明,地基分别采用损伤模型和Drucker-Prager弹塑性模型,得到不同的破坏模式。坝体地基均采用损伤模型模拟的结果与实际震害接近,能更好反映重力坝地震损伤破坏。     

地震载荷作用下混凝土重力坝损伤分析

为了深入研究混凝土重力坝在地震载荷作用下进入非线性状态并发生损伤破坏的力学机理,通过损伤力学理论对混凝土重力坝的损伤机制进行分析,运用有限元软件对混凝土重力坝发生损伤现象进行数值模拟。分析在x、y方向的地震载荷作用下,混凝土重力坝发生损伤的区域。监测坝体靠近损伤区域的节点的主应力变化情况。研究表明:在坝踵、坝趾以及坝颈下游面这些应力集中区域易发生损伤现象,主应力随着地震加速度时程变化而变化,地震加速度幅度越大,坝体的受拉应力水平越高,范围也越大,拉应力水平极易达到抗拉强度,进而发生损伤现象。揭示了混凝土重力坝在地震载荷作用下损伤的发生机制,为混凝土重力坝的设计和施工提供理论依据。     

混凝土重力坝在地震荷载下的稳定分析

采用混凝土损伤塑性本构模型,利用有限元分析软件ABAQUS进行混凝土坝的结构计算,分析某混凝土坝在地震荷载下的响应,分析结构的稳定性和任意荷载作用下结构的破坏情况.计算结构表明:采用混凝土损伤塑性本构模型,利用有限元分析软件ABAQUS进行混凝土坝的结构计算,可以更加直观反映混凝土坝的应力、应变和整个坝坡破坏发展过程....     

考虑材料参数空间变异的重力坝地震损伤分析

由于施工质量不均匀和混凝土自身的非均质性,因此重力坝坝体混凝土材料强度具有空间变异性。利用对数正态分布随机场模拟混凝土参数的空间变异性,采用中心点法将参数随机场离散为一组相关随机变量,通过结构空间位置和相关距离构建了自相关函数、得到相关系数矩阵。采用Cholesky方法分解相关系数矩阵并线性变换,通过n维独立标准正态分布样本矩阵生成n维相关对数正态分布样本矩阵,实现了混凝土材料参数空间变异性的抽样模拟。对印度Koyna重力坝的地震损伤分析表明,考虑混凝土参数(特别是抗拉强度)的空间变异性后,坝体损伤程度加重,坝顶位移振幅减小,坝顶垂直残余位移增大,因此在重力坝抗震设计中应考虑材料参数空间变异性的影响。     

某重力坝考虑混凝土拉压损伤的地震响应分析

本文结合某实际重力坝工程,采用有限元软件ABAQUS的混凝土材料塑性损伤本构模型模拟了其混凝土材料在地震荷载作用下拉压损伤、拉压转换的全过程,并通过地震超载的方式使混凝土重力坝逐步达到极限状态,探讨了混凝土重力坝拉压损伤演化过程和变化趋势。通过与仅考虑混凝土受拉损伤在不同地震超载系数下的计算结果对比,还考虑混凝土受压损伤对重力坝强震破坏过程和极限抗震能力分析的影响。研究结果表明,同时考虑拉压损伤和只考虑拉损伤的极限抗震能力相同,且重力坝的强震损伤极限状态主要是由受拉损伤控制,同时在多轴应力状态下,拉压损伤有可能在同一部位同时出现。     

基于损伤理论的重力坝坝基岩体渐进破坏数值模拟研究

目前,有关重力坝深浅层抗滑稳定问题的研究主要集中在分析方法和失稳判据上,而对于荷载作用下坝基岩体与软弱结构面不断弱化,进而导致大坝失稳的过程则鲜有成果。本文基于损伤力学的相关理论,考虑岩体材料的非均匀性,建立了坝基岩体损伤破坏的数值分析模型。以三峡大坝左岸3号非溢流坝段为研究对象,动态模拟了其坝基岩体的损伤破坏过程,给出损伤区的发展和不同损伤程度的分布,并对其整体稳定性进行了安全分析。结果表明与室内模型试验的结果相当接近,证明了本文建立的损伤数值模型的可靠性,可以用于岩体破坏机理的研究和抗滑稳定安全性分析。     

基于损伤理论的重力坝坝基岩体渐进破坏数值模拟研究

目前,有关重力坝深浅层抗滑稳定问题的研究主要集中在分析方法和失稳判据上,而对于荷载作用下坝基岩体与软弱结构面不断弱化,进而导致大坝失稳的过程则鲜有成果。本文基于损伤力学的相关理论,考虑岩体材料的非均匀性,建立了坝基岩体损伤破坏的数值分析模型。以三峡大坝左岸3号非溢流坝段为研究对象,动态模拟了其坝基岩体的损伤破坏过程,给出损伤区的发展和不同损伤程度的分布,并对其整体稳定性进行了安全分析。计算结果与室内模型试验的结果相当接近,证明了本文建立的损伤数值模型的可靠性,表明本模型可以用于岩体破坏机理的研究和抗滑稳定安全性分析。     

余震对重力坝损伤破坏影响研究

一次主震过后往往会伴随着大量余震,为了解余震对重力坝损伤破坏产生的影响,以Koyna重力坝为研究对象,对比研究单主震以及主余震作用后的坝体损伤区域分布、位移以及损伤耗能情况.研究结果表明,余震对坝体下游折坡处有明显的二次损伤破坏作用;相比于单主震作用,主余震作用后坝体变形量及损伤耗能增幅明显.在重力坝抗震安全评价过程中...     

天然地基与加固地基条件下重力坝坝基稳定分析

采用三维地质力学模型超载法和综合法,分别对武都重力坝四个典型坝段天然地基方案和加固地基方案分阶段进行了坝基稳定破坏试验,获得了两方案下坝基失稳的破坏过程、变形分布特点以及破坏形态．得出了两方案各自的稳定安全度。研究结果对比分析表明：武都重力坝的四个典型坝段在天然地基下存在深层抗滑稳定问题,加固处理后．混凝土加固塞阻隔了断层裂纹的扩展和滑移通道的形成,说明以置换混凝土塞为主的加固方案对坝基能起到很好的加固作用。     

渔洞水库重力坝抗震分析

渔洞水库大坝在云南省已建重力坝中坝高为第二位，本文较为详细地分析了该大坝在７０地震作用下的应力应变性状、动力稳定性及其可能的破损部分，为该工程的设计、施工提供了科学依据。分析结果也可供类似工程设计、施工时参考。     

基于坝基塑性损伤的重力坝极限抗震能力研究

目前关于重力坝的研究大多仅考虑坝体的损伤破坏,而将坝基设为线弹性材料,这可能导致大坝震害情况与实际不符,而考虑坝基塑性损伤能明显减轻重力坝坝体损伤程度,可以更加真实的模拟出大坝的抗震承载能力。本文基于塑性损伤力学理论,以我国西南某拟建重力坝为研究对象,建立了考虑坝体-坝基整体塑性损伤的三维有限元动力计算模型,并对模型的正确性进行了验证。采用时程分析法分析了该重力坝在不同地震强度下的震损情况,并以坝体裂缝贯通上下游为失稳判别标准对该坝的极限抗震能力进行了评价。结果表明：当地震动强度为0.5g时,下游折坡处损伤区域贯通上游,此时重力坝上部坝体可视为脱离块体,重力坝产生失稳,因此可以判定该重力坝的极限抗震能力为0.5g。     

地震荷载作用下大坝系统的非线性动力损伤分析

本文在连续损伤力学理论基础上,把非线性动力损伤的概念引入岩石类介质的本构模型,分别提出岩石类材料的脆性动力损伤和粘弹塑性动力损伤破坏模型。同时,将损伤、渗流及孔隙率演化等相互耦合的有效应力概念引入Mohr-Coulomb破坏准则,用于分析在渗流压力、损伤发展、孔隙率演化和动应力共同作用下堤坝及岩基系统的非线性地震动力损伤,建立了相应的二维有限元动力损伤数值分析模型,并应用于地震荷载作用下的龙滩混凝土重力坝及其岩基的破坏过程分析,分析结果可作为大坝的安全性评估的依据。     

亭子口重力坝表孔坝段地震动力响应分析

亭子口重力坝坝基岩层近于水平,分布有各类软弱夹层。为科学评价其坝体结构抗震安全性与地震动力抗滑稳定性,采用黏弹性人工边界模拟地基辐射阻尼效应,以有厚度接触单元模拟坝基软弱夹层,对亭子口重力坝的表孔坝段进行了三维有限元时程动力分析。计算结果表明,在水工抗震规范谱人工地震波作用下,大坝上下游表面产生了明显的动应力响应,但动静叠加后,坝体竖直向在地震过程中没有出现拉应力;以泥化夹层JS2-1-2为底滑面的滑动模式为大坝深层动力抗滑稳定的控制工况,设置齿槽后大坝动力深层抗滑稳定性显著提高,大坝在地震过程中不会发生整体失稳。     

基于NGA模型的主余震序列作用下重力坝损伤破坏研究

传统的线弹性模型和弹塑性DP模型难以真实反映混凝土、岩石地基在遭遇超出其抗拉压强度时的损伤破坏规律。为更加全面地评估余震作用对已损重力坝结构的累积破坏影响,本文采用塑性损伤力学模型来模拟坝体的动力损伤,同时考虑岩石材料的非线性性质,将塑性损伤力学的方法推广到岩体材料,建立了大坝坝体与地基的整体损伤力学模型,实现了重力坝整体动态损伤演化全过程模拟。结合主震与强余震统计关系和NGA地震动衰减关系构造了主余震地震动序列,分别研究了单次主震、单次余震以及主震后余震对强震区混凝土重力坝坝体地基整体损伤演化的影响。研究结果表明:余震作用对坝基的塑性应变累积效应显著,对于主震受损的混凝土重力坝结构,余震作用能够引起结构较大的二次残余变形。     

百色重力坝坝基复杂地质条件渗流特性分析

针对百色水利枢纽碾压混凝土重力坝存在的一些不利因素:坝基岩体地质条件复杂,上游面坝踵区存在一定蚀变带岩体,6号坝段坝基有贯穿坝基上下游的破碎带,且坝基岩层之间有岩层节理面并由此产生渗透各向异性,在充分考虑这些不利因素影响的基础上,采用三维有限单元法,对坝基渗流场进行分析计算,综合论证和评价了坝基的渗流场特性,并推选出坝基防渗和排水设施的渗控方案.