冲击荷载作用下混凝土重力坝破坏特性分析

冲击荷载作用下混凝土重力坝破坏特性较静荷载作用下要复杂得多。采用钢板均匀冲击模拟水下循环冲击波对混凝土重力坝的作用,试验遵循几何和重力相似准则,对模型重力坝进行均匀冲击破坏特性研究,得到模型坝体的动力破坏特性,并对裂缝位置和扩展情况进行定位和追踪。试验结果表明:当坝体遭受循环均匀冲击荷载时,上游坝面坝体最大动应变不再在坝踵处,而是位于坝体中部;坝头部位是抗冲击的薄弱部位,最先出现开裂破坏;坝体破坏模式包括贯穿性断裂、碎裂、层裂和抛掷等。试验结果可为大坝的运行管理、防爆抗振设防及安全评价提供理论依据和技术支持。     

重力坝均匀冲击破坏模型试验研究

采用逐级递增循环均匀冲击加载方式,研究重力坝模型的破坏特征、自振频率与模态振型变化规律、最大加速度响应与冲击能间关系。试验表明,随着冲击能的增加,坝体依次出现砂浆掉皮、掉皮区扩大、上部细小裂缝、上部裂缝扩展及贯通、上部坝体断裂、中部细小裂缝、中部裂缝扩展及贯通、中部坝体断裂;自振频率随冲击能增加而降低,冲击后模态振型前二阶变化较小,第三阶变化较大;冲击作用下坝颈最大加速度响应最大;响应趋势与损伤程度有关,冲击能逐渐增加,无损伤或损伤较轻部位响应依次为增加、减小、变化不大或略有增加,损伤较重部位依次为略有降低、增加、减小、变化不大或略有增加。     

基于二维逾渗相变重整化群的混凝土重力坝断面破坏评价

针对混凝土重力坝失效路径具有方向性,可认为类似于渗流通道的特性,提出基于二维逾渗相变重整化群的混凝土重力坝断面破坏评价方法。在传统正方形单元等损伤概率逾渗模型的基础上,推导了正方形单元不等损伤概率模型,确定了梯形原胞、三角形原胞破坏情况,建立了三角形断面逾渗相变重整化群模型,并以某混凝土重力坝断面为例,针对上、中、下部不同单元损伤概率下的整体断面破坏概率进行比较研究。迭代计算结果表明,当单元损伤概率小于0.40时,大坝断面整体处于安全状态;当损伤概率在0.40~0.60时,整体安全性降低,结构由安全向整体破坏过渡;当损伤概率大于0.60时,整体安全性极低,此时若外界环境恶化,极有可能发生整体贯穿破坏。     

基于安全监测数据反演的大坝渗流安全评价

陕西榆林某水库建成后,下游坝坡、两岸坝肩就出现渗水问题。多年来,该水库一直处于带病运行状态。为了掌握水库大坝的安全状况,根据监测资料,通过参数反演,对坝体典型断面进行了二维有限元渗流分析。结果表明:水库坝体填筑料渗透系数较大,最初设计和施工质量存在缺陷,后续除险加固措施不符合规范要求;坝体浸润线和下游坝坡渗出点高程明显高于设计值,大坝渗透稳定性不满足规范要求。