整体砌石重力坝运行期温度作用效应

重力坝因设置温度伸缩缝及体型较厚不需要考虑温度作用,而拱坝因不设永久性伸缩缝及体型较薄需要考虑温度作用.整体砌石重力坝由于其结构、施工和材料的特殊性,使它的特性介于重力坝和拱坝之间,存在能不能忽略温度作用效应的问题,这方面的研究较少,在规范中也未具体说明.基于此,运用拱坝温度荷载的计算方法以及等效模量法,对川南地区的狸狐洞整体式砌石重力坝工程实例进行有限元分析,分别探讨了温度场和温度应力场的数值大小和分布,得出了一般整体式砌石重力坝在运行期温度作用下的温度场和温度应力的规律,表明整体砌石重力坝运行期的温度作用效应较大.     

亭子口重力坝表孔坝段地震动力响应分析

亭子口重力坝坝基岩层近于水平,分布有各类软弱夹层。为科学评价其坝体结构抗震安全性与地震动力抗滑稳定性,采用黏弹性人工边界模拟地基辐射阻尼效应,以有厚度接触单元模拟坝基软弱夹层,对亭子口重力坝的表孔坝段进行了三维有限元时程动力分析。计算结果表明,在水工抗震规范谱人工地震波作用下,大坝上下游表面产生了明显的动应力响应,但动静叠加后,坝体竖直向在地震过程中没有出现拉应力;以泥化夹层JS2-1-2为底滑面的滑动模式为大坝深层动力抗滑稳定的控制工况,设置齿槽后大坝动力深层抗滑稳定性显著提高,大坝在地震过程中不会发生整体失稳。     

Hardfill 材料非线性弹性本构模型研究

在砂砾料中掺入少量胶凝材料得到了一种新的低强度筑坝材料——Hardfill材料,其力学性能介于碾压混凝土和土石料之间,应力-应变关系具有明显的弹塑性性质和应变软化等特性.在已有研究的基础上,通过理论和数学分析,提出了能够反映Hardfill材料应变软化特性、参数物理意义较为明确的六参数非线性弹性本构模型,并给出了详细的参数确定过程.将该本构模型应用于坝高100m的Oyuk坝进行非线性有限元分析,结果表明:应用非线性本构模型计算所得坝体应力和变形分布规律与线弹性计算结果基本一致;因坝体应力水平较低,材料基本处于线弹性状态,非线性计算所得应力值与线弹性结果相差不大;而在坝趾等应力水平较高的部位,非线性计算所得应力集中值明显较小.     

百米级硬填料坝结构安全度分析

硬填料坝(Hardfill坝)是一种新坝型,Oyuk坝是世界上仅有的两座高度超过100 m的硬填料坝之一。对该坝在正常运行工况以及地震工况下的大坝工作性态进行了弹塑性有限元分析,并运用水荷载与地震荷载超载法探讨了Oyuk坝在静动条件下的破坏模式与安全度。研究结果表明,在正常运行工况以及OBE地震工况中,Oyuk坝全断面受压,坝体强度安全系数与抗滑稳定系数均较高,坝体基本处于弹性工作状态。由于该坝在坝底、坝踵设置混凝土分区、并在坝趾区采用了高强度硬填料等措施,在水荷载及地震超载分析中具有很高超载安全度。     

施工爆破震动激励下岩质边坡震动响应加速度场的计算方法

引入衰减因子矩阵，推导了采用振型迭加反应谱法求解岩质边坡爆破震动加速度场的计算公式，并编制了相应的计算程序（FBP）。     

胶凝砂砾石材料参数概率统计和相关距离分析

胶凝砂砾石坝筑坝材料具有较大的变异性,有必要研究其参数概率分布形式。通过对3座大坝工程现场试验资料的分析,基于χ²或K-S有限比较法对胶凝砂砾石材料参数进行概率统计分析,提出参数分布的推荐概型：采用正态分布作为密度的分布概型;采用对数正态分布作为弹性模量的分布概型;采用对数正态分布作为强度的分布概型;采用β分布作为泊松比ν的分布概型。对胶凝砂砾石坝相关距离问题进行探讨,指出其竖直向相关距离可取0.5～2.0 m,水平向可取5～30 m。     

高心墙堆石坝坝基廊道受力特性研究

在中国水资源最为丰富的西部地区,河床覆盖层厚达数十米甚至百米,一大批土石坝正在和将在这些大江大河上建设。坝体心墙与坝基防渗墙多采用廊道这种结构型式进行连接,廊道受力条件复杂,是工程成败的关键,但是有些已建工程却出现了廊道漏水的现象,廊道开裂和结构缝破坏成为亟待解决的问题。为了对廊道受力情况和开裂规律有一个清楚的认识,分析总结了几个工程廊道的监测资料,同时基于混凝土非线性本构理论,建立有限元模型对廊道进行了数值模拟。对监测结果和数值计算结果进行对比分析之后,探讨了廊道中的结构缝问题和廊道整体的受力规律,指明了廊道中需要重点关注的易开裂部位,为廊道合理配筋提供了指导,同时为类似工程的决策提供参考。     

高堆石坝土工格栅抗震加固效果分析

强震区高堆石坝坝顶堆石体常由于地震加速度放大效应处于不稳定状态,目前比较经济有效的抗震措施是在坝顶一定范围内加筋来提高堆石体的强度和自稳能力。土工格栅以其与土石体相互作用的优越性而被广泛运用于土石坝坝顶抗震加固工程。以 240 m 高长河坝心墙堆石坝为例,分析土工格栅对强震区坝顶堆石体的抗震加固效果。运用时程法对加筋坝体进行动力反应分析,利用动力响应应力结果并结合 Newmark 滑块法理论,采用滑面应力分析有限元法对加筋限制高堆石坝地震永久变形的工程效果进行研究和探讨。结果表明,动力作用下格栅所受最大拉力远小于其抗拉强度,且加筋基本不影响坝体动力反应结果。可一旦坝坡发生滑移,加筋能使地震永久位移减少 40% ～ 50% ,有效限制坝顶堆石体侧向滑移,提高了坝体抗震稳定性。抗震稳定性又对加筋长度与竖向加筋间距敏感,较适宜的加筋长度及间距分别为 40 ～ 60 m 和 1 ～ 4 m 。     

龙桥拱坝左坝肩稳定分析

龙桥拱坝左坝肩岩体存在两个软弱夹层,坝肩岩体有沿夹层面发生滑动的可能.基于弹塑性本构模型和Drucker-Prager屈服准则,采用三维非线性有限元法,分别利用超载法、强度储备法对左坝肩稳定性进行了分析,判断出坝肩整体安全度很低.采取混凝土网状结构加固后,坝肩整体超载安全度由4提高到8,整体强度储备安全度由1.2提高到2.计算结果表明:加固后,坝肩的整体稳定性有了很大的提高.     

基于子模型法的高堆石坝坝基廊道抗震安全性研究

国内深厚覆盖层上已建几座高土石坝坝基廊道都出现了开裂及止水破坏的现象，为了研究坝基廊道应力变形规律及抗震安全性，采用基于动力子模型法的三维非线性有限元，对２４０ｍ高的长河坝心墙堆石坝的坝基廊道进行了研究，动力计算中坝体材料及覆盖层采用考虑围压效应的Ｈａｒｄｉｎ－Ｄｒｎｅｖｉｃｈ模型，以基于薄层单元形式的接触单元模拟各种接触面。计算结果表明，坝基廊道加速度和动位移等动力反应较小，动力条件下廊道应力较静力条件下有所增大，由于动强度的提高，廊道的应力状态较静力条件没有恶化。