水工工程混凝土质量控制要点

针对水工结构混凝土施工中面临的不利条件进行了分析,并从原材料、生产、施工三方面提出了水工混凝土质量控制要点,同时采取了相应的控制措施,取得了良好的效果。     

水电站压力钢管整体安全评估方法研究

根据等安全裕度原理并参考现有规范确定了整体安全评估控制标准——整体安全系数限值,同时引入和发展了极限分析的弹性模量缩减法求解整体安全评估指标——整体安全系数,构建了可配套应用的压力钢管整体安全评估方法,克服了现行基于材料层面的点应力评估方法在原理和应用中存在的问题。算例分析表明,该整体安全评估方法既放松了对应力的过严限制,又保证了结构安全承载,可为压力钢管承载力安全评估提供新途径,并可用于优化压力钢管结构设计方案。     

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。     

不利围岩条件下施工期调压井的动力有限元分析

调压井作为一种地下薄壁结构,其动力特性对于围岩地质条件十分敏感。本文结合一工程实例,运用瞬态动力学方法,在进行调压井自振特性分析的基础上,按照单纯考虑水平地震荷载作用及考虑水平与竖向地震荷载组合作用两种计算工况,对不利围岩地质条件下施工期调压井的动力响应特性进行了有限元仿真分析。结果表明:在水平与竖向地震荷载组合作用下,衬砌结构位移及应力的分布规律与单纯水平地震荷载作用情况基本相同,但其位移及应力均有所增大。由此说明,地震组合作用增加了衬砌结构的动力反应,竖向地震作用也会影响衬砌结构水平方向的动力反应。因此,在进行调压井结构的抗震设计时,考虑水平与竖向地震的组合作用是必要的。     

大山口拱坝重力墩裂缝分析

新疆大山口拱坝蓄水运行后,于1994年冬在右岸重力墩处发现裂缝,1999年又在左岸重力墩近似对称位置发现类似裂缝。从裂缝的宽度、发生的部位等情况来看,在国内并不多见,其对坝体安全性的影响成为关注的焦点。本文通过限元计算分析表明：大山口拱坝重力墩的裂缝是由温降荷载引起的且有进一步加深的可能,但是裂缝的出现释放了集中的拉应力,整调了重力墩的受力状态,对坝体变形和稳定没有影响,仅对重力墩的基础应力会有一定影响。     

变分技术在重力坝优化设计中的应用

在Ansys中,传统的重力坝断面优化方法通常是一阶或者零阶优化,用时较长.而变分优化方法作为一种新型的优化方法,能快速的进行优化计算,降低计算成本,提高计算精度,但是这种方法还未在水工结构优化中广泛应用.本文是基于大型有限元计算软件ANSYS,将变分技术DesignXplorer VT模块与网格随移修改工具ParaMesh相结合,以上游坡面、下游坡面的坡比和上游起坡点为设计变量,以坝体断面面积最小为优化目标,以坝踵点不出现拉应力和坝体满足抗滑稳定为条件变量,对变分技术在重力坝优化设计的应用进行了详细研究.进行优化之后,坝体断面面积减少了27％,满足抗滑稳定和应力要求,且用时不到传统优化方法的1/10.研究结果表明:变分技术在水工结构优化设计中是可行的,不仅计算精度高,操作方便,且计算成本大大降低,在水工结构方面的优化设计有很大前景.     

超大型地下洞室围岩锚杆支护方式的优化设计

锚杆支护对于超大型地下洞室的稳定性具有重要作用。考虑了初始地应力,模拟了超大型地下洞室的分级开挖和支护的过程,并通过对周围岩体的位移、塑性区及锚杆应力的变化规律的分析,总结了不同锚固方案的加固效果,进行支护方式的优化设计。结果显示,锚杆支护能有效地抑制周边围岩的应力松弛,改善周边围岩的受力特性。在工程造价固定的情况下,适当的减小锚杆的长度,加大锚杆的密度,能够更有效的控制岩体的变形和塑性区的范围。     

改进复合形法及其在堆石坝参数反演中的应用

针对复合形法全局搜索能力不强以及对复杂的优化问题出现＂最坏点映射失败＂现象几率较高的局限性,将混沌优化方法和复合形法进行耦合,提出了基于混沌的改进复合形法。该方法充分利用了混沌运动的内在随机性、遍历性以及对初始条件敏感性等运动特性,通过引入混沌变量构造初始复合形、采用混沌序列生成映射系数初值以及加入混沌扰动处理映射失败等改进措施来提高全局搜索能力和降低映射失败的几率;编制了相应算法程序,并应用于冶勒沥青混凝土心墙堆石坝土体参数的反演分析。结果表明,该算法合理,收敛性和稳定性较好,收敛速度较快。     

心墙土石坝渗流场的无单元法模拟

在心墙土石坝渗流场分析中,经常会遇到浸润线发生在渗透性差别较大的心墙和堆石体之间,这种因两种介质渗透系数差别较大而形成的渗流场采用传统的有限元方法难以较好的解决。为此将无单元法应用于心墙土石坝工程的渗流分析中,提出了心墙土石坝渗流场的无单元法的解决方案,并采用IDL语言编制了可视化的二维无单元法计算软件LIDAREFM。利用该软件计算分析了心墙和堆石体渗透系数不同比值的渗流场分布。研究结果表明,当堆石体渗透系数与心墙渗透系数比值小于103数量级时,可以直接进行计算;而超过103数量级以上,需在粘土心墙和堆石体之间依次设置接触面区域和过渡区域,且接触面区域的渗透系数必须采用空间渗透张量,否则将出现错误的结果或迭代不收敛问题。     

三峡工程安全监测设计的优化研究

安全监测设计指导和控制着安全监测工作的进行,安全监测的效果和作用与监测设计的质量有很大关系.为此,本文对三峡工程安全监测设计结果进行了优化研究,并提出了一些改进意见和建议.