法向荷载作用下挤压边墙压裂破碎机理试验研究

混凝土挤压边墙技术与传统方法相比,能更好地保证面板堆石坝中垫层料的压实质量、提高坡面防护能力、施工简便、有利于安全度汛等。但现阶段关于挤压边墙的破碎问题的研究较少。针对引起挤压边墙破碎的法向压力荷载作用,运用试验方法,揭示不同配合比、不同搭接长度及受到不同围压的挤压边墙在法向压力荷载作用下的压裂破碎机理。结果表明,水灰比越大、围压越小、搭接长度越小时,裂缝出现的越早,挤压边墙的裂缝最早出现在搭接部位,且逐步向厚度较大的中间部位发展,所有裂缝大致平行,方向近似垂直面板;挤压边墙的最终破坏与水灰比和围压有关,与搭接长度无关,随着水灰比减小或围压增大,挤压边墙的抗压强度增大。研究成果为挤压边墙的力学特性分析提供了理论基础。     

黑河大坝应力变形及上游坝坡稳定有限元分析

基于邓肯E-B模型对黑河水库大坝的应力变形进行了非线性有限元分析，并结合坝体有限元应力计算结果对上游坝坡的稳定性进行了分析。通过与实际观测成果的比较，说明其分析方法合理，计算结果接近实际。     

块体-结构面模型及重力坝深层抗滑稳定的弹塑性分析

提出了基于块体——结构面模型的基本原理进行重力坝深层抗滑稳定弹塑性分析的方法，并结合一些算例进行了分析，结果表明：该方法计算效率和计算精度均较高，在重力坝深层抗滑稳定分析中有其应用前景。     

中小型水电站年负荷率的灰色预测

通过对中小型水电站年负荷率变化特点及其观测问题的分析，建立了中小型水电站年负荷率预测的灰色数学模型，并就预测中样本序列的拓朴选择，预测的目标等问题提出了相应的策略，最后结合实例说明了本文方法的应用。结果表明，本文方法及分析思路对中小型水电站年负荷率的预测具有较好的应用和参考价值。     

运行期高面板坝挤压边墙的破碎机理试验研究

通过组合模型试件(尺寸φ150 mm×H450 mm)的三轴试验,模拟运行期面板自重及其上游水压力等荷载对挤压边墙混凝土(extruded curb concrete,ECC)产生的顺坡向及法向荷载作用,从而研究围压、面板厚度以及水胶比对ECC破碎机理及裂缝发展规律的影响。试验结果表明:应力-应变曲线经历了3个阶段,第1阶段表明各组件"石膏-面板-ECC-垫层料-石膏"之间空隙已被压实,第2阶段主要是垫层料的压实,第3阶段主要是ECC裂缝发展及破碎过程,材料近似表现为线弹性特性;初始裂缝发生在ECC之间的搭接部位,而不是ECC与垫层料接触的齿状部位,随着荷载逐渐增大,最终ECC完全被压碎成为垫层料的一部分; ECC在"初始裂缝-裂缝增多-最终破碎"的发展过程中,破碎率从15%增加到50%再到100%,偏应力增加了1.5～2.0 MPa;相对面板厚度,ECC的应力-应变对围压及水胶比更敏感。     

塑性混凝土心墙坝应力变形特性研究

为研究塑性混凝土心墙坝的应力变形特性,通过选取合适的本构模型、接触单元、施工过程和蓄水过程模拟方法等,结合工程实际,运用三维非线性有限元法对大坝应力变形进行计算分析。研究结果表明:在竣工期和蓄水期,坝体的水平位移及垂直位移的分布特征与一般均质土坝一致;大坝的大主应力均为压应力,从坝面向坝内应力逐渐增大,且最大值发生在坝体底部心墙附近;小主应力除局部存在较小的拉应力外,其余均为压应力。     

基于 ABAQUS的面板砂砾石坝三维动力有限元分析

建立了新的有限元分析方法,为准确合理地进行面板砂砾石石坝的三维动力有限元分析提供参考。在对砂砾石料的动力本构模型及其分析方法进行分析与选择的基础上,利用ABAQUS软件实现砂砾石的动力等效线性粘弹性模型,对一座已建成的高面板砂砾石坝进行了地震响应分析,重点分析大坝的反应加速度、动位移和残余变形等动力反应情况。结果表明:坝体在地震作用下的响应不强烈,但在顺河向地震作用下坝顶出现鞭梢效应,需采取相应的抗震工程措施。     

流变对面板砂砾石坝应力变形的影响研究

为研究砂砾石料流变对面板砂砾石坝应力变形的影响规律,在对砂砾石料的流变机理及其分析方法进行分析与选择的基础上,以某高面板砂砾石坝为例,运用三维有限元法,按不考虑砂砾石料流变效应和考虑砂砾石流变效应两种计算方案,分别进行其应力变形的三维有限元计算,然后通过对计算方案所获计算结果的对比分析,系统总结砂砾石料流变对面板砂砾石坝应力变形的影响规律。结果表明:砂砾石料流变使得坝体的应力变形呈现逐渐增大的趋势;流变对于坝体向上游水平位移的影响最大,对坝体向下游水平位移和坝体竖向位移的影响次之,对面板挠度和面板顺坡向应力的影响则相对较小。因此,在实际面板砂砾石坝工程设计中,考虑砂砾石料的流变效应是十分必要的。     

考虑接触摩擦特性的混凝土面板温度应力仿真分析

本文考虑面板与垫层之间的接触摩擦特性，应用笔者此前建立的温度场与温度应力的接触摩擦单元计算模型，进行了混凝土面板温度场与温度应力的仿真分析，获得了施工期及运行期面板温度场与温度应力的变化及分布规律。通过与面板温度实测结果的对比，证明所获得的面板温度的变化规律是基本符合实际的，也进一步证明上述接触摩擦单元计算模型是合理的。