白莲河面板堆石坝应力与变形分析

采用非线性有限元方法，对白莲河混凝土面板堆石坝在施工期和蓄水期的应力变形进行了深入研究。有限元计算结果表明：坝体应力变形规律合理，坝体设计方案可行。     

坝体材料分区对高面板堆石坝应力变形的影响

300 m级高面板堆石坝合理的坝体材料分区是坝体变形控制的主要措施之一。以某300 m级高面板堆石坝为例,考虑坝体填筑分期和坝体材料分区形式,建立有限元模型,采用数值分析方法研究了300 m级高面板堆石坝坝体不同材料分区对坝体应力变形的影响。通过拟定坝体不同的材料分区方案,比较了各方案下坝体的应力变形情况,结果表明:设置顶部增模区,缩小次堆石区范围,即主次堆石区分界线以一定坡比倾向下游的坝体材料分区设计对坝体变形控制有利。     

混凝土面板堆石坝分期施工,分期蓄水时面板变形及应力分析

面板堆石坝的设计，目前人有处于类经方法阶段，在许多领域还未能取得足够的认识，研究任务十分艰巨。本文着重对央板受力特性及分期施工、分期蓄水时，面板的变形及受力特点进行分析，指对高坝分期施工的必要性及如何防止面板裂缝的措施。     

折线形面板堆石坝的变形与应力分析

论文以贵州王二河面板坝为例，采用有限元非线性分析方法对坝轴线折线布置的面板堆石坝进行了三维仿真分析，探讨了折线形布置方式对堆石坝体和混凝土面板的变形及应力状况的影响规律，为折线布置面板堆石坝工程设计和建设提供了有益的参考。     

狭窄河谷中高面板堆石坝应力变形特性研究

本文结合179．5m高的洪家渡面板堆石坝，采用数值计算分析与大型离心模型试验的方法，深入研究了狭窄河谷中高面板堆石坝的应力变形特性。通过分析计算，给出了狭窄、不对称河谷地形条件下高混凝土面板堆石坝在施工期和蓄水运行期的应力、变形分布规律，以及面板周边缝的变形特点。同时，还对不同填筑干密度对坝体和面板应力变形特性的影响进行了对比分析。研究结果表明：河谷的地形条件对面板应力变形有着显著的影响，通过改进碾压施工技术，提高填筑密度，将对坝体和面板的应力变形性状的改善，提高坝体的整体安全性起到重要的作用。     

黄河公伯峡混凝土面板堆石坝三维非线性分析

采用三维非线性有限单元法对黄河公伯峡混凝土面板堆石坝施工填筑期和水库蓄水运行期的应力变形进行模拟分析，研究不同阶段坝体的应力变形，特别是面板的应力变形和“脱空”现象。计算结果较为全面地反映大坝的实际状况，为优化设计提供合理的建议和有效的措施。     

水布垭高面板堆石坝变形控制

介绍了水布垭面板堆石坝在坝体分区、坝料选择方面进行精细处理的经验.指出大坝变形控制的关键是确定合理的坝料参数和选择恰当的面板浇筑时机;提出浇筑面板时应保证面板顶部高程对应部位坝体大变形过程已经完成,该结论已在水布垭面板堆石坝建设中得到检验,相信对今后面板堆石坝的建设将起到有益的作用.     

石头峡面板堆石坝应力变形分析

本文运用单元生死、荷载步、荷载子步的联合设置,采用分级加载来模拟面板堆石坝逐层填筑的施工过程,对青海省石头峡水电站面板堆石坝进行仿真模拟分析,得到了坝体在竣工期、一期蓄水期与运行期的应力变形特性。结果表明,坝体应力变形满足安全要求,对石头峡面板堆石坝的后期建设和坝体内部观测具有一定的参考价值。     

高面板堆石坝面板应力规律分析及改善应力状态的对策

本文分析了面板应力分布及其产生的原因，采用接触力学分析方法模拟混凝土面板和堆石体之间的接触关系，应用假设应变单元，消除因弯曲变形造成的面板单元剪切自锁问题，从而减少面板挠度和应力数值计算误差。在面板温度仿真计算方面，针对不同的入仓温度采用不同的混凝土绝热温升曲线。变形、温度和湿度等方面数值计算显示，弯曲应力场、遭遇寒潮后的温度应力场以及湿度应力场分布趋势相同，它们叠加后，易使面板发生裂缝。最后对某在建高面板堆石坝，提出采用增大面板与堆石体的高程差、推迟Ⅱ期面板浇筑和喷涂聚氨酯保温板等工程措施，以改善面板应力状态。计算结果表明，面板拉应力可降低一个数量级，由原来的1.0MPa量级下降到0.1MPa量级。     

高混凝土面板堆石坝应力变形数值模拟研究

常规计算法方法无法精准反映高面板堆石坝实际受力情况,造成国内外修建的一些高面板堆石坝出现面板挤压破坏和结构性裂缝问题。采用邓肯E-B模型进行高面板堆石坝三维有限元分析计算,结果表明:高混凝土面板堆石坝的应力和沉降量较小,绝大部分荷载是经过垫层和过渡层由主堆区石传入坝轴线以上的地基中,坝壳料具有足够的变形模量及自由排水性能,孔隙率控制是合理。面板堆石坝应力的分布在各堆石区的分界处没有较大突变,坝体填筑分成防渗补强区、垫层区、堆石区各区坝料之间满足力学平稳过渡的要求。因此高面板堆石坝设计是合理的,对类似工程设计具有参考意义。     

基于子模型法的混凝土面板堆石坝应力变形数值分析

采用非线性有限单元法,并基于邓肯-张(E-B)非线性本构模型,考虑面板堆石坝填筑施工与蓄水过程,利用中点增量法对苗家坝面板堆石坝进行了三维有限元数值仿真分析,得到了坝体施工期和蓄水期坝体的应力变形分布规律,从坝体结构意义上判断,堆石坝体工作是可靠的;同时,为了获得面板及其接缝应力变形更为精确可靠的结果,采用发展的三维子模型方法,而面板与垫层区之间的特殊边界用耦合的薄层单元进行模拟.工程算例的计算结果表明:面板应力和变形规律正常,较大拉应力分布范围局限在铺盖保护区以内,面板竖缝和周边缝变形值不大,面板的安全性是比较有保障的.同时,进一步证明了用耦合的薄层单元模型模拟接触面的子模型法在面板应力变形计算中具有一定的可行性和可靠性.     

不同模型参数对面板堆石坝应力变形的影响研究

为探讨室内三轴压缩试验及大型现场压缩模量试验在研究面板堆石坝坝筑坝材料实际力学特性的科学合理性,结合某100 m级混凝土面板堆石坝工程,分别对各区筑坝材料进行上述两种试验研究,其中对现场压缩试验成果采用基于免疫遗传算法的反演方法计算得到材料的邓肯E-B模型参数,同时整理室内压缩试验成果得到另一组参数。基于以上两组参数,运用三维非线性有限元法进行数值计算。计算结果显示,室内三轴试验过程因为缩尺试验料与实际筑坝料之间较大的颗粒粒径差异,计算得到的坝体及面板变形协调性较差,试验成果难以客观反映材料实际的力学性质,建议加强对缩尺效应及颗粒破碎机理的进一步研究以及直接对原级配筑坝材料试验方法的探索。     

高混凝土面板堆石坝面板浇筑时机的研究

为了避免面板浇筑后堆石体的大量或不均匀变形,最新提出通过对堆石体填筑施工初期的监测资料进行整理和分析,对比邓肯模型、双屈服面弹塑性模型及清华非线性K—G模型在堆石坝应用的优缺点。结合施工初期的实测信息,确定在特定条件下最能反映堆石体真实情况的本构模型,利用BP神经网络结合遗传算法反演模型的最优参数,再正分析计算预测的堆石体施工期的沉降变形情况。将预测得到的沉降变形资料与堆石体填筑完成的实测沉降变形资料进行对比分析,以预测的堆石体沉降变形情况为参考数据,结合工程的实际要求,合理安排预留沉降期,进而确定合理的面板浇筑时机,避免堆石体较大的前期沉降变形对面板带来的不利影响,有效改善面板受力和变形情况。     

库水位骤降对高面板堆石坝面板脱空的影响

为研究库水位骤降对于高面板堆石坝面板脱空的影响规律,通过系统分析与比较,选择了面板与坝体材料的本构模型以及二者之间的接触面模型,分析提出了大坝施工加载及蓄水过程的模拟方法以及面板脱空的模拟方法。以某面板堆石坝为例,按照不同的库水位骤降速度与骤降幅度制定4种方案,分别进行大坝的三维有限元应力变形计算以及脱空模拟。然后通过对比分析4种计算方案的计算结果,系统总结库水位骤降速度与骤降幅度对面板堆石坝面板应力变形及面板脱空的影响规律。结果表明:在库水位下降幅度一定的条件下,随着水位下降速度的减小,面板的脱空值有所减小;在库水位下降速度一定的条件下,随着水位下降幅度的减小,面板的脱空值也相应减小。因此,在实际面板堆石坝工程中,需要控制库水位的骤降速度与骤降幅度,以防止面板脱空现象的发生。     

公伯峡水电站面板应力分析

简单介绍了公伯峡面板堆石坝面板应变应力监测概况,采用实测资料详细分析面板应变、应力状况,结合结构有限元计算成果,对面板运行性态做出评价,为大坝安全定期检查提供依据。     

坝踵混凝土体型对混凝土面板应力变形的影响

镶嵌混凝土面板堆石坝是一种可以改善高面板堆石坝应力变形的新坝型。利用平面有限元法分析计算不同坝踵混凝土结构高度、下游坡比、趾板位置时面板的应力变形和周边缝变位,进而探究镶嵌混凝土面板堆石坝中坝踵混凝土结构对面板应力变形的影响。结果表明:当坝踵混凝土结构高度从坝高的27%增加到坝高的40%时,面板的挠度和顺坡向应力都大幅减小;坝踵混凝土结构的下游坡比从1:0.4放缓到1:0.7时,面板应力变形变化幅度较小;趾板位置在坝踵混凝土顶部从下游向上游移动时,面板与趾板之间的周边缝张开变位和错动变位大幅减小了68.7%和85.8%。说明设置坝踵混凝土结构可有效改善面板的应力变形。     

考虑后期变形影响的高面板堆石坝工作性态

由于面板堆石坝工作条件复杂,受到尾水位升降等干湿循环的影响会产生湿化变形;又由于堆石料处在高坝高应力状态下,会导致由颗粒破碎引起随时间变化的流变变形。认为高坝有限元计算必须考虑这两者引起的后期变形的影响。对某超高混凝土面板堆石坝进行了考虑后期变形与不考后期变形的对比计算,结果表明后期变形较大程度上改变了大坝的变形和应力,对面板变形和应力影响甚大。     

玉龙喀什枢纽超高面板堆石坝的渗控方案及渗流分析

玉龙喀什水利枢纽混凝土面板堆石坝高度为230.5 m,为超高型的面板堆石坝,高度接近目前世界最高的同类坝型。本文依据高面板堆石坝渗流控制设计原则,对坝体进行了分区设计,提出了坝体混合料和全爆破料两种分区方案。使用三维有限元法,全面分析了坝体坝基的渗流场状况。结果表明:在正常运行条件下,上游水头由面板、趾板、高趾墩、坝基帷幕承担,渗控系统发挥了良好作用,面板及各填筑分区水力梯度均小于破坏水力梯度;全爆破料方案的坝体填筑料的最大水力梯度小于混合坝料方案,但是面板的防渗负荷相对较大;在面板发生整体渗漏的极端情况下,坝内浸润线和下游溢出高程升高的程度有限,但是极可能发生渗透破坏;坝基灌浆帷幕减少两岸渗漏的作用明显,河床和两坝肩渗漏量很小,绕坝渗流并不明显,受到右岸单薄山梁影响,右岸渗漏量略大于左岸。本文成果可供相似工程借鉴。     

混凝土面板坝趾板体型设计

根据库克建议的趾板体型设计新思想,结合水布垭面板堆石坝趾板结构的具体设计,对趾板体型设计相关的"Y"线的定位、标准剖面体型参数的确定、趾板坐标的计算等进行了阐述.提出了运用向量法建立空间局部坐标系与整体坐标系的转换关系,从而使趾板坐标计算简捷方便,且易于设计修改.对计算方法和坐标转换关系作了详细介绍,可直接运用于类似工程设计,从而使设计工作量大为减少.