泥浆固壁对土坝防渗墙应力变形的影响

本文对具有混凝土防渗墙的土石坝(围堰)进行了考虑泥浆固壁过程的有限元计算,探讨了泥浆固壁施工这一应力历史过程对防渗墙、坝体的应力变形的影响。提出了在平面问题中考虑泥浆固壁过程的计算方法,计算结果表明:泥浆固壁过程对于防渗墙的水平位移、坝体的水平向应力σ_2、小主应力σ_3,和应力水平S的分布均有较为显著的影响。     

卸载作用下淤泥质黏土流变规律试验研究

利用常规压缩仪对上海饱和淤泥质软土进行一维分级卸载实验,得到淤泥质黏土在卸载作用下的应力应变关系,及回弹变形与回弹模量的时效性规律.试验结果表明,回弹变形与卸载比近似呈线性关系;土样在卸载瞬间,回弹速率最大,其后随时间迅速衰减;回弹模量随时间近似呈指数衰减,可用指数方程进行归一化拟合;卸载后的回弹模量远大于压缩模量,其最小比值介于2～7之间.     

考虑加卸载时长的路基土动态回弹模量测试方法及试验研究

路基土动态回弹模量是沥青路面结构设计中的重要参数,准确获取路基土动态回弹模量一直是道路工程领域的重要研究课题之一。在调研路基土动态回弹模量测试方法相关成果的基础上,通过有限元数值计算、试探性试验,建立考虑行车荷载加卸载时长影响的路基土动态回弹模量测试方法;选取两种典型的路基土,开展考虑行车荷载加卸载时长的动态回弹模量试验。试验结果表明：两种土质动态回弹模量随围压增大而增大,随循环偏应力、加载时长的增大而减小;随着加载时长的增加,路基土动态回弹模量减小可达34.6%,加载时长的影响不容忽视;不同加载时长下,路基土动态回弹模量随围压、循环偏应力的影响规律基本一致。     

考虑深基坑支护结构变形的邻近管线变形解析方法

深基坑开挖对邻近地下管线水平变形影响显著.首先,考虑柔性支护结构侧向位移对基坑侧壁卸载松弛应力分布的影响,对既有侧壁卸载力学计算模型进行改进,并利用Mindlin解计算出基坑开挖卸载引起的邻近管线水平附加应力.在此基础上,基于Pasternak地基模型建立了管线水平变形方程,分析了侧向卸载应力路径对Pasternak模型参数取值的影响,得到管线水平变形解析解,并将计算结果与实际工程监测数据进行对比.最后,对基坑与管线之间距离、管线埋深、土体侧向卸载模量3个参数对管线水平变形的影响进行详细分析.结果表明：计算结果与监测数据相吻合.管线水平变形曲线距基坑边缘2H附近存在拐点,水平变形迅速减小.当管线纵向超出基坑开挖范围2H时,几乎不产生水平变形.基坑坑角附近管线水平变形为最大水平变形的0.5～0.6倍.基坑与管线之间的距离对管线最大水平变形值有显著影响,管线最大水平变形值随着距离的增大呈现“先急后缓”的非线性减小.在距围护结构的距离与基坑深度比值为0.5～1的范围内,随着管线的埋深和土体侧向卸载模量增大,管线最大水平变形逐渐减小.     

盐岩损伤测试中卸载模量研究

利用MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统,对盐岩和大理岩进行了单轴压缩下的7级加卸载试验和低周循环加卸载试验测试,对盐岩和大理岩的卸载模量进行了探讨。低周循环试验加载波形采用正弦波,频率1Hz,循环应力幅值小于其平均抗压强度,单级应力幅值为30个振动循环。通过试验,得到了盐岩应力应变滞回环均为条带状,大理岩则均为尖叶状;盐岩在加卸载部位具有较大不可逆变形,对应弹性响应较慢,大理岩则反之;盐岩卸载模量变化趋势受加载测试方法影响较大,而大理岩在2种试验条件下得到的卸载模量变化趋势相似;加载应力幅值比加卸载循环数对盐岩不可逆变形增量影响更加显著。损伤变量研究结果表明,利用低周循环加卸载方法测试具有显著时间效应变形岩石的损伤弹性模量,能更真实反映其损伤特征。     

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.     

大型浆砌石重力坝三维有限元结构计算分析

宝泉抽水蓄能电站下水库浆砌石重力坝存在坝体弹模差异和材料变异性等问题,应用三维空间有限元方法,对大坝的应力、位移分布规律进行了研究,并对多种水位工况下坝体的应力变形状态和坝踵、坝趾应力进行了计算比较分析,同时揭示了大坝及坝基的应力分布情况。计算分析结果表明,大坝安全可靠,坝体结构总体上达到了规范要求。在系统总结研究成果的基础上,为工程建设提出了合理化的意见和建议。     

小河面板堆石坝应力与变形分析

采用邓肯模型对小河面板堆石坝竣工期和蓄水期进行了三维有限元计算,接触面用弹粘塑性本构关系的节理单元进行模拟,分析了不同时期坝体及面板的应力变形情况.计算结果表明,坝体最大横断面的最大沉降值约为坝高的0.54%,面板周边缝位移的绝对值都小于8 mm,大坝应力变形满足安全要求.     

大朝山水电站工程溢流坝段应力变形计算分析

对澜沧江大朝山水电站工程典型溢流坝段在正常蓄水位工况、正常蓄水位＋地震工况和校核洪水位等３种工况下的应力变形状态作了弹性和弹塑性有限元分析计算,给出了大坝特征点的应力值和位移值,分析了软弱坝基条件下坝体的应力特点,对弹性和塑性计算结果的区别进行了比较分析．计算结果表明,大坝应力满足安全要求．     

丹江口混凝土坝30至44坝段位移的计算与分析

本文用三维有限元法计算并分析丹江口混凝土坝30至44坝段位移的变化规律。首先通过具有代表性测点位移的计算值与实测值相比较,得出它们变化规律是一致的,两者差值较小,从而论证了计算条件模拟的正确性;其次分析了各种荷载对坝体变位的影响,计算表明,温度荷载是影响坝体水平位移的最主要因素,尤其对转弯坝段位移的影响更为显著;最后,根据大坝可能出现的最不利荷载组合条件,计算了大坝可能出现的最大和最小位移,以利大坝安全监测。     

疲劳载荷下高温波齿复合垫的蠕变波动行为

研究了疲劳载荷下柔性石墨金属波齿复合垫的力学性能和蠕变性能. 对垫片进行了373 K和573 K两种温度下的循环加载实验,基于得到的应力-变形量实测数据,通过计算压缩模量和卸载模量分析了其压缩回弹特性;考虑温度和金属骨架厚度的变化,探索了蠕变-疲劳的交互作用对垫片的影响. 研究表明:疲劳载荷下随着时间增长垫片压缩速率增加,回弹速率减小;在稳态蠕变阶段,蠕变-疲劳载荷的交互作用使垫片的蠕变曲线出现周期性波动,波动周期不随实验条件改变而改变.     

Strength and elastic properties of sandstone under different testing conditions

A laboratory experimental program performed on Wuhan sandstones was presented under monotonic loading, partial cyclic loading during loading path and sine wave cyclic loading with different strain rates to compare uniaxial compression strength and elastic properties （elastic modulus and Poisson ratio） under different conditions and influence of pore fluid on them. When the loading strain rates are 10^-5, 10^-4 and 10^-3/s, uniaxial compression strengths of dry sandstones are 82.3, 126.6 and 141.6 MPa, respectively, and that of water saturated sandstones are 70.5, 108.3 and 124.1 MPa, respectively. The above results show that the uniaxial compression strength increases with the increase of strain rate, however, variation of softening coefficient is insignificant. Under monotonic loading condition, tangent modulus increases with an increment of stress （strain） to a maximum value at a certain stress level, beyond which it starts to decline. Under the partial cyclic loading during loading path condition, unloading or reloading modulus is larger than loading modulus, and unloading and reloading moduli are almost constants with respect to stress level, especially unloading modulus. Under the sine wave cyclic loading condition, tangent modulus and Poisson ratio display asymmetric ‘X＇ shape with various strain, and the average unloading modulus is larger than the average loading modulus.     

An improved hypoplastic constitutive model of rockfill considering effect of stress path

An incrementally nonlinear hypoplastic constitutive model was introduced, which was developed without recourse to the concepts in elastoplasticity theory such as yield surface, plastic potential and the decomposition of the deformation into elastic and plastic parts. Triaxial drained tests on rockfill were conducted on a large scale triaxial apparatus under two types of stress paths, which were the stress paths of constant stress ratio and the complex stress paths with transitional features. Motivated by the effect of stress path, the Gudehus-Bauer hypoplastic model was improved by considering the parameter variations with different ratios of stress increment. Fitting parameter α presents a piecewise linear relationship with cosine of the slope angle θ determined by instantaneous stress path. The improved hypoplastic model can present peak stress increasing and volumetric strain changing from dilatancy to contractancy with the increase of transitional confining pressure σ _3t and the decrease of slope angle θ of stress path. Compared with the test data, it is shown that the model is capable of fully considering the effect of stress path on rockfill.     

Strength and deformation behaviour of coarse-grained soil by true triaxial tests

In order to investigate the influence of intermediate principal stress on the stress-strain and strength behaviour of a coarse-grained soil, a series of true triaxial tests were performed. The tests were conducted in a recently developed true triaxial apparatus with constant minor principal stress σ ₃ and constant value of intermediate principal stress ratio b=(σ ₂−σ ₃)/(σ ₁−σ ₃) (σ ₁ is the vertical stress, and σ ₂ is the horizontal stress). It is found that the intermediate principal strain, ɛ ₂, increases from negative to positive value with the increase of parameter b from zero to unity under a constant minor principal stress. The minor principal strain, ɛ ₃, is always negative. This implies that the specimen exhibits an evident anisotropy. The relationship between b and friction angle obtained from the tests is different from that predicted by LADE-DUNCAN and MATSUOKA-NAKAI criteria. Based on the test results, an empirical equation of g(b) that is the shape function of the failure surface on π-plane was presented. The proposed equation is verified to be reasonable by comparing the predicted results using the equation with true triaxial test results of soils, such as coarse-grained soils in this study, sands and gravels in other studies.     

面板堆石坝沉降变形预测的神经网络方法

运用MATLAB语言提供的newff函数创建BP神经网络,研究面板堆石坝坝体最大沉降变形与坝高、坝体变形模量和河谷形态之间的内在联系.对样本集内的数据采用lnx函数进行非线性变换和比例归一化处理,使样本数据分布于[0.2,0.8]区间内,可改善网络的性能.对网络结构及训练样本的确定进行了分析,通过工程应用验证网络结构的可靠性及预测精度.结果表明,用试错法确定的网络结构是可靠稳定的,对坝体最大沉降变形预测的精度高于常用的工程类比法,此方法可应用于实际工程.     

贴坡型混凝土面板堆石坝应力变形及坝坡稳定分析

利用堆石坝对地形条件适应性强的优势,某混凝土面板堆石坝设计建于条形山脊上,依天然坡面分别贴岩坡填筑堆石料,使原山体成为坝体一部分,形成国内比较罕见的贴坡型混凝土面板堆石坝.假设堆石料服从Duncan-Chang本构模型,采用平面非线性有限元法,预测了坝体在竣工期和蓄水期应力变形;并根据极限平衡理论和考虑堆石料的非线性强度计算了坝体稳定安全系数.全部计算结果表明:贴坡型混凝土面板堆石坝的坝体变形规律与常规混凝土面板堆石坝有较大的不同,坝体沉降和水平位移较小,受地形和岩坡开挖形态影响较大,下游岩坡开挖成阶梯形态对降低和控制坝体沉降具有较明显的效果,可减小下游坝体滑动的趋势,对维持和提高坝体竣工和蓄水后的稳定性有利.     

考虑颗粒破碎的堆石料动力变形特性模拟

颗粒破碎是影响堆石料强度和变形特性的重要因素,但目前针对颗粒破碎的模拟研究多在静力荷载条件下.为研究颗粒破碎对小应变条件下堆石料的动力变形特性的影响,采用多个等粒径小球按最密六方排列随机组合模拟不规则形状的堆石颗粒,通过碎片替换法模拟颗粒破碎,研究了花岗岩堆石料不同围压下的动力响应,探索了孔隙率对动弹性模量的影响,分析...     

高心墙堆石坝弹塑性动力反应分析及地震易损性研究

采用改进PZC弹塑性模型和动力固结有限元程序SWANDYNE II,对糯扎渡高土石坝进行动力分析,直接得到大坝永久变形,为地震易损性研究提供计算基础. 采用坝顶相对震陷率作为易损性性能参数,根据糯扎渡高土石坝所在区域的主要潜在震源区内统计地震情况,从PEER中选取60条吻合较好的地震动记录. 基于性能的大坝抗震设防水准 和土石坝震害等级,提出适合高土石坝的性能水平划分. 引入人工神经网络方法,结合多条带分法,提出基于ANN-MSA的高土石坝地震易损性分析方法. 该方法通过对选取的地震动记录调幅处理,利用SWANDYNE II程序对地震动进行分析,得到不同PGA的坝顶相对震陷率,作为训练样本和检验样本. 采用RBFNN对训练样本进行训练,利用训练和检验后的模型预测坝顶相对震陷率. 结合ANN预测结果和MSA方法,对糯扎渡高土石坝进行地震易损性分析,计算出该大坝的三维地震易损性曲面.     

A MIXED METHOD OF DETERMINING THETHERMAL STRESS FOR COLD ROLLER

Coldrollerisanimportantcomponentofthemill.Thecoldrolleroftherollingprocessisusedathightemperature,whichwouldcracktherollerandshortentheservicelifeoftheroller.UPtonow,ageneralcalculationmethodofthethermalstressofthecoldrolleristoincreasethesafetycoefficient.Thiscalculationmethodlackstheoreticalanalysis.Inordertosolvethisproblem,thispaperappliesforthefirsttimethenewlydevelopedfiniteanalyticalmethodandtheboundaryfittingcoordinatetransformationmethodtomillpracticeandprovidesaanalyticalbasisoftemp…