高拱坝横缝开度及其影响因素分析

分析高拱坝横缝开度及其影响因素对于大坝安全意义重大。运用扩展拉格朗日算法的接缝单元,仿真模拟高拱坝施工期的横缝张开过程,并结合大岗山双曲拱坝工程实例,研究了横缝接缝灌浆后普遍出现二次张开的原因和影响因素的影响程度。结果表明,接缝灌浆后横缝二次张开受相邻坝段压水试验、灌浆等施工扰动影响较大,混凝土自生体积变形、徐变、基岩变形模量、悬臂高度、上游面水压均影响横缝开度,可合理解释横缝二次张开现象,为横缝开度仿真模拟提供参考。     

库水位变化对砼拱坝动力响应特征的影响

从动力平衡方程出发,在定性分析库水位变化对混凝土坝坝体动力响应特征影响的基础上,采用解耦分析方法,并引入一种接缝薄层单元来模拟横缝的非线性力学行为,计算不同库水位工况混凝土拱坝在典型地震作用下的动力响应,分析库水位变化对坝体动力响应特征的影响。结合小湾水电站实例,同时考虑横缝非线性行为和动水压力作用,计算分析了横缝缝面法向正应力拉压分布在不同库水位下的变化情况、横缝上游面在地震波作用下开度的变化规律,以及该拱坝在不同库水位作用下的频率变化,分析结果对拱坝的正常运行具有一定的指导意义。     

分缝自重与整体自重对乌东德拱坝动力横缝张开度的影响

针对分缝自重与整体自重对乌东德拱坝在地震作用下横缝张开度的影响,采用接触力模型对其进行对比分析。结果表明,两种自重施加方式造成坝顶横缝张开度分布规律不同,但最大张开度数值相差不大,地震结束后横缝均处于闭合状态;对两种自重施加方式,上下游坝顶横河向压应力分布是影响横缝张开度分布的主要原因。这对乌东德及类似高拱坝工程具有参考价值。     

横缝灌浆对向家坝岸坡反拱坝段工作特性影响研究

为明确横缝灌浆对采用反拱形式布置的重力坝坝体工作性态的影响,采用三维有限元方法分析了向家坝岸坡反拱坝段在单独温度作用下的变形和应力。结果显示,横缝灌浆对坝体变形和坝踵应力变化规律影响显著;在单坝段满足稳定条件下横缝不宜灌浆。     

考虑横缝影响的某双曲拱坝动力分析

基于某拱坝有限元模型,采用动接触模型模拟拱坝横缝,分析横缝对拱坝地震响应的影响及动力作用下拱坝横缝的开度。与无横缝模型结果对比分析表明,横缝的存在会使拱坝应力重分布,且其张开可减小拱向应力,同时增加梁向应力。从最大主应力角度考虑,横缝的存在削弱了拱坝的整体性,导致最大主应力增大,但对位移的影响不大;横缝开度较大区域集中在拱冠梁和左右岸坝肩位置,因而横缝影响在拱坝动力分析中不可忽略。     

考虑横缝的天花板高拱坝非线性地震反应分析

基于大型结构分析软件ADINA,建立了考虑横缝的高拱坝非线性动力仿真模型.并以云南省牛栏江天花板碾压混凝土拱坝为例,从横缝的张开变化规律、坝体的应力分布等角度,研究了地震作用下拱坝横缝的非线性动力反应及对大坝抗震安全的影响.结果表明,横缝张开能释放大坝的拱向应力,降低坝体的动力响应,且横缝在地震过程中可能发生往复开合,但张开度均不大,对横缝止水材料不会产生破坏,大坝能承受设计地震考验.     

坝后式水电站压力钢管厂坝过缝措施研究

采用三维有限元法对景洪水电站厂坝分缝处的伸缩管段预留环缝的焊接时间、厂坝分缝处键槽的合拢时机及键槽合拢效果对伸缩管的影响进行了敏感性分析.结果表明,在蓄水前对厂坝分缝进行灌浆处理时如推迟钢管环缝焊接时间,则可减小钢管等效应力;在蓄水前如未进行厂坝分缝处灌浆而仅对焊接钢管环缝,将恶化伸缩管的应力状态;厂坝分缝处的键槽合拢效果对伸缩管将会产生影响.     

基于原型监测的特高拱坝坝肩接触带蓄水初期安全性态评价

以原型监测为基础,采用实测值分析与理论推导相结合的方法,对小湾特高拱坝抗力体置换体与围岩接触带的界面应力、接缝开合度进行分析和评价。分析表明:接触带压应力在蓄水过程呈规律性变化,水位升高阶段界面压应力增幅较大,稳压阶段增幅较小;水压和时效是界面压应力的主要影响因素,不同蓄水阶段控制因素不同,蓄水早期受时效因素控制,蓄水后期受水压因素控制。灌浆明显改善了接触带的密实性能,接缝开合度过程线主要经历了温升接缝压密、温降张开和稳定3个阶段,开合度与温度呈非线性关系,用S函数拟合效果较好。综合分析认为,蓄水期接触带结合良好,能较好地传递拱推力,界面处于微受压状态,有较高的安全裕度。     

考虑温度作用的高拱坝陡坡坝段分缝设置研究

考虑坝段实际成层浇铸过程和温度徐变作用下坝段横缝的非线性接触问题,采用薄层接触单元模型,利用三维有限单元法对高拱坝陡坡坝段(只存在横缝)三种分缝设置模型进行温度徐变应力仿真分析,依据拉应力最小及分缝拐角距拱端最小距离原则,选择了最佳分缝方案。对横缝张开情况最佳方案的分析,为施工灌浆提供了参考依据。     

强震区高拱坝的两种抗震措施效果研究

为研究拱坝在坝体上部跨横缝配筋和设置阻尼器两种抗震措施效果,以大岗山拱坝为例,基于在 有限元软件ABAQUS平台上二次开发的有限元模型分析,采用限制缝面切向滑移的接触单元模型模拟切向 完全约束的高拱坝横缝在地震动荷载作用下张开、闭合的非线性力学行为,并采用点点接触的弹簧单元 模型表示横缝插筋的作用,应用ABAQUS中的阻尼器模型考虑设置阻尼器的作用。计算结果表明,两种措 施均可控制强震区高拱坝在强震作用下横缝开度,但设置粘滞阻尼器后抗震作用不明显。     

基于子模型的高面板堆石坝周边缝变形分析

采用邓肯E-B模型模拟面板堆石坝体时考虑某高面板堆石坝面板分期施工与浇筑的特点,建立准确模拟面板特性的子模型,用接触面单元模拟坝体与面板的接触面及面板缝的相互作用,分析了该高面板堆石坝在稳定期、蓄水期和校核洪水期的面板周边缝变形规律,研究了周边缝随上游水位的变形规律,探究周边缝变形量和坝体整体变形规律,并与类似坝高的面板堆石坝结果进行比较。结果表明,该高面板堆石坝模型在不同时期的周边缝变形符合工程实际,在可接受范围内;靠近河床的面板的垂直缝基本上为受压缝,靠近两岸山体的面板垂直缝为张开缝;周边缝三向位移随上游水位的变化及顺坝轴向呈现一定的规律,与坝体沉降有一定的联系。     

闸门的充水平压和持住力计算

闸门充水平压的必要性和充水方式的选用 ,文中指出各种充水方式的优缺点及使用条件 ,并对闸门在动水条件下关闭的持住力计算做了说明 ,仅供参考。     

考虑抗旱补水需求的三峡水库提前蓄水方案研究

针对三峡水库汛末蓄水与下游抗旱补水之间的矛盾,研究了三峡水库提前蓄水方案。基于原规划设计蓄水方案,提出了严格满足下游抗旱补水约束的改进蓄水方式,并从年平均蓄满率、末水位、发电量、弃水量及防洪风险率方面分析比较了该改进蓄水方式下的不同起蓄时间方案,确定了最佳提前蓄水方案,以1997年为典型年对提前蓄水方案进行验证。     

Finite element analysis of the effect of weld geometry and load condition on fatigue strength of lap joint

Many welded lap joints are subject to fluctuating loads, and fatigue failure plays a dominant role in the failure of such structures. Based on the concepts of linear elastic fracture mechanics, the effects of weld geometry, load conditions and the boundary constraints on fatigue strength of a ferrite–pearlite steel lap joint were investigated in this paper using the finite element method. Paris's power law was used to predict the fatigue life of the joints. Various weld geometry including the leg length, flank angle and the size of lack-of-penetration were considered during the calculation of fatigue strengths. The loads include tension, bending and their combinations. It was found that the existence of a root crack has no influence on the fatigue strength of the joint, under the relevant load conditions. The existence of a toe crack is also of no influence on the fatigue strength of the joint if the applied loads, e.g. DOB>0 in this paper, produce a compressive stress field at the top region of the main plate. For a lap joint with a free transverse (Y direction in this paper) boundary constraint at the main plate, a joint with a smaller size of lack-of-penetration, a reasonably large weld leg and smaller flank angle is recommended to be used in engineering practice, in order to obtain a higher fatigue strength. For a lap joint, with transverse fixed boundary constraint at the main plate, the fatigue strength increases with a decrease of weld size but the influence of flank angle depends on the type of load carried. It was also found that the size reduction in FE model is a significant influence on the calculated fatigue strength; the use of reduced size FE model gives a much higher overestimate of fatigue strength of the joint.     

土石坝饱和砂土地基地震液化及加固措施数值模拟研究

为研究不同库水位及土石坝上下游坝脚有无设置压重对地震作用下饱和砂土坝基可液化土层的影响规律,以某中型平原水库土石坝为工程背景,利用岩土软件Geo-slope模拟分析了不同工况下坝基可液化土层的液化分布规律、坝体典型节点的加速度响应及上下游坝坡的稳定性。计算结果表明,正常蓄水位下,上下游坡脚设置压重后,坝脚处的液化区域明显减小,但远离上下游坝脚处的可液化土层的液化范围较无压重情况下几乎无改变。死水位情况下,上下游坡脚设置压重后可液化土层的液化区域变化规律与正常蓄水位下相似,但上下游远离坝脚处的可液化土层液化面积较无压重情况下相差无几,上下游坝坡的稳定性较为一致,但设置压重一定程度上增加了坝坡的稳定性。坝体的典型节点处的加速度出现不同的放大效应,其中坝顶的放大倍数最大,出现鞭梢效应。     

深埋有压隧洞平行四边形管片衬砌结构受力特性研究

水荷载是深埋有压隧洞的主要荷载,内水压力或外水压力直接作用在衬砌管片上,管片衬砌的受力特性对于工程安全稳定运行具有重要意义。平行四边形管片作为一种新型管片,在错缝拼装方式下应用具有较大优势,但尚未对其结构受力特性进行研究。依托某市供水隧洞工程实际,建立新型平行四边形管片衬砌的三维有限元数值模型,研究其在运行期和检修期的受力特性。结果表明,运行期内水压力作用下,衬砌各管片单独受力,管片间变形与拉应力不连续,以环向螺栓连接,各接缝开度呈现靠近衬砌内侧小、外侧大的特点;检修期外水压力作用下,衬砌管片受力整体性较好,管片间环向变形与压应力连续,环向螺栓压应力偏小,各接缝压力靠近衬砌内侧较大、外侧较小。同时,根据衬砌与豆砾石间摩擦系数讨论结果可看出,运行期衬砌朝外变形,管片与豆砾石间呈压紧趋势,其受力变形受摩擦系数的影响较为敏感,检修期管片与豆砾石间呈分离趋势,管片受力特征基本不受摩擦系数的影响。