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）。     

碾压混凝土重力坝地震动力分析

结合龙滩碾压混凝土重力坝,采用有限元动力分析方法,分析了碾压混凝土重力坝的动力特性和地震动力响应,研究了碾压混凝土重力坝地震动位移和地震动应力的分布规律。     

非稳定渗流对托巴土石围堰上游坡稳定性影响

采用非稳定渗流理论研究了托巴土石围堰临水坡体的非稳定渗流场规律,探讨了在水位下降过程中临水坡体的浸润线、水力坡降以及流速的变化规律,并对坡体非稳定渗流场对围堰边坡稳定性的影响规律开展了研究;考察了不同水位下降速度和坡体填筑料对上游坡体非稳定渗流场和稳定性的影响规律.分析成果表明,过快的水位下降速度和填筑料较小的渗透性对堰坡的稳定性不利.通过研究获得了坡体填筑材料渗透系数的控制范围,以及不同渗透系数土料条件下应该控制的水位安全降速,并提出了一个可以保证围堰边坡安全的水位快速下降方案.研究结论可为围堰和土坝工程设计和安全运行提供有益的参考.     

覆盖层地基非均匀性对重力坝应力和变形的影响规律分析

针对建于深厚覆盖层上某矿山截洪重力坝常年工况(只在汛期短暂挡水,一年之内大部分时间坝前基本无水)进行分析,探讨覆盖层非均匀性对上部重力坝应力和变形的影响规律.研究结果表明:建于覆盖层上的混凝土重力坝在施工期会产生较大沉降且坝基面沉降明显不均匀,重力坝坝体底部出现顺河向拉应力区;上游侧地基软弱会引起不均匀沉降增大,但对坝...     

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 。