拱坝侵彻损伤效应与安全控制(Ⅲ):坝体安全预警指标

在实现侵彻损伤拱坝拱梁分载算法并获得坝体极限承载力下限解的基础上,提出与之配套的安全预警指标。对于应力控制指标,以现行拱坝设计规范为依据,参考国内外拱坝工程常规应力控制标准,提出拱坝在侵彻损伤工况下应力控制的绝对指标与相对指标,并提出拱坝整体应力的3级预警体系;对于极限承载力控制指标,提出基于相对指标的拱坝极限承载力3级预警体系;最后,对某拱坝进行虚拟损伤工况下的应力与极限承载力分析,并根据本文提出的应力与极限承载力预警指标,进行预警信息的模拟发布。与之前的研究成果共同构建了“应力分载算法-极限承载力分析-坝体安全预警”平台,为拱坝在遭受侵彻破坏后的快速损伤效应评估与安全控制决策提供支撑。     

库区边坡堆积体变形及稳定研究

以下汤章库首右岸边坡堆积体为例,采用三维弹黏塑性有限单元法研究边坡变形和抗滑稳定问题。结果表明：该边坡堆积体满足抗滑稳定要求,但变形偏大;变形的内因是堆积体变性模量较小,外因是库水位变化以及暴雨等外部环境改变;边坡堆积体不同方向的周期性大变形造成其上民房开裂。因此,需加强水库运行管理,控制库水位上升或下降的速度,尽可能避免或减小外部环境发生剧烈变化;进一步的抗滑稳定加固措施必要性不大。     

拱坝侵彻损伤效应与安全控制（Ⅰ）:基于ANSYS软件的分载算法

拱梁分载法是我国现行拱坝设计规范中指定的应力分析方法之一,也是拱坝体型优化设计的主要方法。基于ANSYS软件开发了拱梁分载法计算程序,实现了拱梁系统自由加密及坝体侵彻孔口模拟,并通过了与有限元解的对比考核。该成果涵盖“建模-加载-求解-结果输出”功能,为局部侵彻毁伤拱坝稳定性的评估提供了算法简捷便利、软件流程标准、前后处理优良的计算平台。该成果对后续展开的侵彻损伤坝体极限承载力、稳定性监控与预警指标的拓展研究提供了坚实的基础。     

拱坝侵彻损伤效应与安全控制（Ⅱ）:坝体极限承载力的下限解

侵彻损伤破坏拱坝结构的整体性且危害拱坝的安全。基于拱梁分载法和极限分析下限法,提出侵彻损伤拱坝的拱梁系统极限承载力下限算法。该算法将拱坝视为由一系列拱和梁组成的空间结构,将拱梁系统按共轭点进行离散。以截面内力作为规划问题变量,降低了通过数学规划寻优的难度。非线性规划求解中直接引入了非线性屈服函数,保证了寻优迭代过程的稳定性与收敛性。结合工程算例,验证了算法的可靠性。研究成果实现了侵彻损伤拱坝坝体极限承载力的快速评估,为后续预警指标体系的研究奠定了基础。