软弱岩体对西龙池上库1#副坝应力变形的影响分析

西龙池抽水蓄能电站上库1#副坝为沥青混凝土面板堆石坝,坝址地质地形复杂,有软弱岩层出露。本文采用E-B模型和Bursers粘弹性模型分别模拟堆石材料和沥青混凝土材料的应力应变关系,对该坝进行二维及三维应力变形有限元分析,计算结果较合理地揭示该坝在施工和蓄水过程中的受力和变形性状。本文对改善面板变形的两种软弱岩体开挖处理措施的效果作出了数值模拟和合理评价,为设计提供了参考。     

张河湾水电站上水库沥青混凝土面板坝应力变形分析

张河湾抽水蓄能电站上水库为沥青混凝土面板堆石坝,本文采用邓肯E．B模型模拟堆石坝体,采用考虑流变的粘弹性模型模拟沥青混凝土面板,并考虑温度对模量的影响,进行有限元变形及应力计算分析。结果表明,由于坝高很小,而且库水压力通过坝轴线上游堆石传递至基岩,堆石体的变形较小。面板在转折部位出现拉应变,但仍在安全范围内,与瞬时变形相比,与时间相关的流变很小,可以忽略。     

黄河公伯峡面板堆石坝三维湿化变形分析

本文以公伯峡混凝土面板堆石坝堆石料的三轴湿化试验和压缩湿化试验成果为依据，改进了沈珠江Cw-Dw湿化模型，在模型中考虑了周围压力对湿化体变的影响，在已有三维非线性应力应变分析程序TOSS3D中编制了三维湿化变形模块。在此基础上，研究了公伯峡面板堆石坝在稳定渗流和尾水位抬升条件下坝体的湿化变形，并进行了湿化模型参数的敏感性分析，研究了坝料的湿化变形对面板应力和变形的影响。     

混凝土面板堆石坝的堆石本构模型与应力变形分析

本文用三维非线性有限元详细分析了混凝土面板堆石坝的应力变形特性。着重研究了堆石体的本构关系,用修正邓肯E—v模型、邓肯E—B模型、内勒K—G模型作了应力、变形分析,得到坝体变形、周边接缝和竖向伸缩接缝变形、面板变形和应力等成果,与已建成面板堆石坝的观测资料作比较,认为邓肯E—B模型、内勒K—G模型计算成果与观测资料的规律相一致,而修正邓肯E—v模型计算得到蓄水后面板的挠度偏小,拉应力偏大。这种模型对混凝土面板堆石坝的有限元分析不适用。     

接触面弹塑性损伤模型在面板堆石坝应力变形分析中的应用

本文建立粗粒土与结构接触面弹塑性损伤模型及其数值格式，可以较好地描述垫层料等粗粒土与结构接触面的静动力学特性；编制程序，模拟接触面试验结果，采用不同接触面模型及参数对某高面板堆石坝的应力变形进行三维有限元分析。面板与垫层料接触面的本构模型及参数对面板应力变形影响很大，接触面弹塑性损伤模型及其数值格式适用于面板堆石坝的应力变形分析，不仅能够较为合理全面地描述土与结构接触面的体应力应变关系、剪应力应变关系及其耦合力学特性，而且还能模拟混凝土面板和垫层土接触面之间的滑移和脱开的不连续性。     

面板与垫层之间接触面的温度应力计算模型研究

面板堆石坝混凝土面板的温度应力是导致面板产生裂缝的主要原因之一。面板温度应力的分析计算，应建立在合理而准确的面板与垫层之间接触面的温度场及温度应力计算模型的基础上。本文基于热传导理论及一般外荷载作用下的接触摩擦单元理论，经过系统分析，建立面板与垫层之间接触面的温度场及温度应力的有限元计算模型。算例结果表明，应用该模型可以获得较为准确合理的接触面的温度场及温度应力计算结果。     

公伯峡面板堆石坝应力变形及材料敏感性分析

基于邓肯E～B模型，对公伯峡面板堆石坝施工期和蓄水期的应力变形进行了非线性有限元仿真计算，研究了其应力变形的变化及分布规律；对主堆石体主要材料参数进行了敏感性分析，探讨了其对高面板堆石坝应力变形的影响特点。     

基于因子融合的混凝土面板堆石坝变形预测模型

混凝土面板堆石坝变形测值具有高度的非线性和复杂性，变形影响因素众多且因素间存在多重共线性。针对此类坝型的变形预测分析问题，本文提出一种基于因子融合的混凝土面板堆石坝变形预测模型。首先，利用变分模态分解对变形时间序列进行分解，有效降低变形时间序列的复杂程度，提升特征提取效果。随后，借助偏最小二乘回归对变形影响因子进行降维融合，降低自变量间多重共线性对构建模型的影响，提高模型可解释性。最后，通过一维卷积网络融合门控循环单元神经网络对子序列进行重构预测。根据实际工程分析结果，本模型可以在效率和精度上有效提升混凝土面板堆石坝变形预测效果，对类似坝型的变形监测分析具有一定的参考意义。     

狭窄河谷地形对200m级高面板坝变形和应力的影响研究

目前，世界上尚无有关建造在狭窄河谷上的200m以上高面板坝的报道。本文利用三维非线性有限元分析方法，结合一座拟建中的河谷宽高比仅为1．88的225m高的面板堆石坝，对坝体的变形和应力进行数值计算，对狭窄河谷上建设的高面板坝可能存在的问题进行了探讨。分析了狭窄河谷的拱效应对大坝的变形和应力的影响，建议了相应的工程措施。     

Hardfill坝结构特性分析

Hardfill坝是一种新坝型,这种新坝型的基本特点是:梯形剖面,上游设防渗层,筑坝材料采用一种称为hardfill的低强度材料。本文运用有限元法,以重力坝作为参照,计算分析了梯形的hardfill坝在各种荷载情况下的坝体应力和变形特点。计算结果反映出hardfill坝在各种荷载工况下都有较好的工作性能,整体应力水平低,安全性较重力坝有很大的提高。通过经济比较,得出hardfill坝的成本比碾压混凝土坝和面板堆石坝低。Hardfill坝是一种安全、经济的坝型。     

冶勒水电站沥青混凝土心墙防渗性能的试验研究

本试验侧重于沥青混凝土的防渗性能研究。重点研究了沥青混凝土在施加不同荷载水平条件下的变形性能与防渗性能,通过试验论证了采用沥青混凝土作为堆石坝防渗心墙材料的可行性。成果为已开工的冶勒水电站大坝的设计和施工提供了重要的参考依据。     

沥青混凝土心墙坝应力变形及水力劈裂研究

采用三维非线性有限元法对新疆某沥青混凝土心墙堆石坝进行了应力变形分析,计算中采用邓肯E-B模型作为坝体及心墙的本构模型,对大坝施工和蓄水过程进行了模拟,并采用线弹性断裂力学方法对沥青混凝土心墙是否会发生水力劈裂破坏进行了判定分析。计算结果表明,坝体和心墙应力变形均处在合理范围之内,但心墙中存在一定的拱效应,需要研究其发生水力劈裂的风险。基于线弹性断裂力学理论建立了沥青混凝土心墙水力劈裂判定准则,并在可能开裂处预设裂纹进行水力劈裂判定,结果表明,该裂纹尚不能扩展,沥青混凝土心墙不会发生水力劈裂破坏。     

水布垭面板堆石坝变形反馈分析

根据水布垭面板坝实测变形,在试验参数基础上采用神经网络和遗传算法反馈得到堆石料的清华K-G模型参数,对大坝蓄水后的变形和应力进行分析.预测认为,正常高蓄水位下坝体最大沉降约为坝高的1%,面板最大法向位移约为457mm,应力状态表现为河谷部位受压,周边坝肩部位受拉,接缝体系的变形都在止水承受能力以内.     

面板坝堆石体几种动力方法数值解对比

本文应用引进的分析程序ＦＩＮＡＬ和ＡＤＩＮＡ［１］对一混凝土面板堆石坝的动态响应进行了线弹性、弹塑性等不同材料属性振型迭加法、时步积分法的动力有限元对比分析。初步研究了不同计算方法、不同材料属性对面板的变形、应力分布与量值的影响。可望供设计与分析人员参考。     

降低高沥青混凝土心墙拉应力的措施研究

传统沥青混凝土心墙堆石坝中心墙和坝壳沿坝轴线方向均为直线型。心墙在水压力推动作用下产生指向下游的挠曲变形，心墙轴线伸长致使其内部产生拉应力，坝高越高，心墙产生拉裂缝的风险越大。本文基于心墙产生拉应力的机理，提出了两种新坝型（直坝曲心墙坝型和曲坝曲心墙坝型）的改善措施。借助有限元计算，研究了坝高和坝轴线长度对心墙挠曲变形和拉应力的影响，考察了新坝型的改善效果，表明坝高越高、坝轴线长度越长和岸坡坡比越大，心墙拉应力越大，新坝型对减小心墙拉应力具有良好的效果。通过施工技术、施工工期以及经济成本等方面的分析，表明新坝型可行，具有良好的应用前景。     

基于时序分解与深度学习的堆石坝变形预测

堆石坝变形监测数据是一种时间序列数据,可以用时序预测模型挖掘其规律并进行预测。本文利用时序预测模型提出一种堆石坝变形预测方法,该方法首先采用时间序列分解（seasonal-trend decomposition procedure based on loess,STL）将堆石坝变形监测数据分解为趋势项、周期项和不规则波动三部分,再使用经验模态分解（empirical mode decomposition,EMD）对不规则波动平稳化处理,最后利用长短期记忆网络（long short-term memory,LSTM）预测分解后的序列,并利用贝叶斯优化方法进行超参数优化。为评估该方法的预测效果,以水布垭面板堆石坝为例,通过控制训练时长、预测时长、离群值数目等变量进行多组仿真实验,并与其他时序预测模型对比。结果表明该方法预测精度较高,适用性较广,对于堆石坝的性状评估具有一定的应用价值。     

基于实时监控的沥青混凝土心墙坝坝面碾压施工仿真研究

目前沥青混凝土心墙坝坝面碾压施工仿真主要考虑碾压机械的工作效率,没有将实际的施工数据融入到仿真模型中,从而降低了仿真的可靠性。针对此问题,本文将碾压过程实时监控引入仿真模型,基于实时监控技术的碾压施工数据,通过数理统计方法,获得贴近实际施工的仿真参数;同时,结合离散事件仿真方法,建立沥青混凝土心墙碾压施工过程的精细化仿真模型;最后,通过Monte Carlo方法计算得到填筑单元的碾压历时和区段初碾合格率。以西南某在建沥青混凝土心墙坝工程为实例进行仿真计算分析,通过置信度检验方法对仿真模型进行验证,并通过局部灵敏度分析的方法对仿真参数进行灵敏度分析,为现场坝面碾压施工的指导和工程进度的控制管理提供技术支持。     

复杂地基对西龙池面板堆石坝三维应力及变形的影响研究

西龙池抽水蓄能电站的下水库大坝为沥青混凝土面板堆石坝，坝址碎石料覆盖层较深，且河床基岩面向下游倾斜，大坝设计中如何合理利用坝基覆盖层碎石料并减少坝基开挖量是十分重要的问题。本文采用清华非线性解耦K－G模型，进行大坝三维非线性有限元分析，研究了蓄水期坝体变形特点及下游坡及坝趾区坝基的稳定问题，并提出相应的工程措施。