基于有限元和突变理论的高拱坝坝体稳定研究

建立了高薄拱坝坝身稳定分析的系列概化模型,采用通用有限元软件ANSYS的屈曲分析功能,计算其稳定超载系数并用突变理论分析了高薄拱坝的稳定问题,分析表明,其稳定性判别结果与有限元稳定计算结果相吻合.     

关于拱坝柔度系数的讨论

针对以往认为龙巴迪破融曲线是只与坝高有关的直线，没有将它与拱坝的安全性指标直接联系起来这一情况，从混凝土坝体的强度和屈曲稳定出发，得出两类曲线：一类与坝体混凝土的强度有关，是一簇以坝体混凝土强度为参数的双曲线；另一类与坝体的屈曲稳定有关，是一条指数曲线。     

特高拱坝不良接缝灌区接缝灌浆施工工艺探讨——以锦屏一级水电站305m高拱坝接缝灌浆为例

接缝灌浆实施过程中，受坝体结构、接缝灌浆系统安装工艺及施工组织管理等诸多因素影响，部分接缝灌浆区存在质量缺陷，给接缝灌浆施工带来一定影响。以雅砻江锦屏一级水电站305m级特高拱坝为例，从特高拱坝接缝灌浆施工中所遇到的一些不良接缝灌浆区接缝灌浆施工难点进行了分析，并对一些行之有效的施工原则、施工工艺进行了总结与探讨。     

特高拱坝变形监测的分区及其模型构建方法

面板数据模型考虑了测点间的联系和异质性,引入面板数据模型构建特高拱坝的分区安全监测模型。通过实测温度的主成分分析,筛选得到典型实测温度变量;融合主成分分析和层次聚类法,提出基于监测时间序列的变形测点分区方法;以此建立各分区面板数据,通过检验确定面板数据模型类型,构建基于实测温度的分区变形测点的回归模型;通过分区及其回归模型的截距项、变量系数等的对比分析,识别各分区及坝体空间变形特征。以初期运行期的某特高拱坝为例,将研究测点分为4个区,构建各分区的固定效应回归模型。结果表明,坝体变形符合客观规律,封拱后坝体非稳定温度场、初期运行期时效等因素对坝体变形影响明显。     

关于基础对拱坝坝体约束效应的研究

结合科恩布赖茵拱坝的工程实例,就基础对拱坝坝体的约束效应进行了三维有限元分析,发现施工时预留的陡坎对拱坝坝体应力影响显著,同时建议拱坝施工时地基开挖成概化的地基界面.     

龙首水电站碾压混凝土拱坝坝体变形影响解析

通过变形观测、内部观测和渗漏观测的定性和定量分析,结合龙首水电站碾压混凝土双曲薄拱坝坝体变形实测资料,综合评价了外力对坝体变形的影响;并对冬季库区冰压力对坝体变形的影响进行了解析。分析成果表明,库区水压力、冰压力对坝体变形影响有一定影响,但不显著,坝体变形受温度影响较大,在今后运行中应给予重视。     

基于Kohonen聚类的特高拱坝变形分区

目前,特高拱坝监测系统日益完善,变形监测点数量众多,但传统变形分析模型主要研究单测点监测序列,较难体现不同测点间的时空关联性.本文研究了Kohonen聚类算法的基本原理,结合大坝变形实测数据训练自组织神经网络,对上下游方向变形测点进行分类,依据测点实际位置实现特高拱坝变形分区,为整体变形监测提供辅助信息.某特高拱坝研究结果表明:Kohonen聚类方法能够有效探测变形数据空间聚集状态,描述特高拱坝实际变形规律,为特高拱坝变形分析提供新方法.     

香溪口工程坝肩软弱夹层的处理及其应力分布

本文依据提出的拱坝应力稳定分析计算模式，对香溪口工程拱坝坝肩岩体情况，用三维有限元法进行计算机模拟分析，总结了软弱夹层对拱坝应力分配的影响，提出对软弱夹层的处理方法并讨论处理后它对坝体应力分配的影响。     

存在贯穿性裂缝的浆砌石拱坝病险分析与除险加固方法

针对浆砌石拱坝的贯穿性裂缝病险分析及其除险加固问题进行了研究。鉴于浆砌石拱坝出现贯穿性裂缝后,坝体不能再按整体受力结构进行稳定与强度分析,提出了＂以裂缝底部高程为界分段计算＂的分析方法,上部＂裂缝段坝体＂按悬臂梁结构计算,下部＂非裂缝段坝体＂仍按拱坝结构分析,并按重力等效原则对容重进行重新分配,确保坝体分段后的静力荷载等效。实例结果表明,采用坝体分段计算方法能更客观地反映拱坝出现贯穿性裂缝后的实际状况,说明所提出的分段计算思路是合理可行的。     

裂缝影响下碾压混凝土拱坝整体安全度评价

以某碾压混凝土双曲拱坝为例,采用薄层单元模拟该坝拱冠梁处径向贯穿性裂缝,建立三维有限元仿真模型并进行非线性分析,研究有无裂缝2种情况下坝体的变位和应力状态,以及超载情况下拱坝-地基系统各部位的屈服情况,综合评价裂缝对该拱坝整体安全度的影响.研究结果表明:各计算工况下,裂缝对坝体应力和位移的整体分布规律影响较小,2种模型下坝体的应力场和位移场基本相同,但有缝时裂缝端部附近会出现较为明显的应力集中现象,应采取加固措施以防止裂缝进一步扩展;超载时,2种模型下拱坝-地基系统各部位的屈服情况基本相同,坝体材料按照线弹性分析时,2种模型超载整体安全度均为6.0左右,按照弹塑性分析时,整体安全度均为4.0左右.该拱坝径向贯穿性裂缝对拱坝-地基系统整体安全度无显著影响.     

高拱坝失效故障树模型与失效概率

研究高拱坝洪水、地震、山体滑坡等外载荷,坝身混凝土、坝基岩石材料强度弱化等的随机性,以及评价准则的模糊性;分析了高拱坝分别基于强度理论和稳定理论确定性评价方法的不足,提出应该利用模糊数学方法解决具有随机性、模糊性的高拱坝安全评价问题;建立了基于结构可靠度理论的高拱坝失效概率故障树模型并给出了具体算例.     

300m级弧形直心墙超高堆石坝应力变形分析

对某300m级超高直心墙堆石坝及作为比较方案的弧形直心墙堆石坝进行了三维有限元应力变形计算.对2种坝型在蓄水期心墙的应力、变形进行了比较分析,结果表明:蓄水期,弧形心墙堆石坝比直心墙堆石坝的水平位移和沉降略小;弧形心墙坝的心墙拱效应较弱,其抗水力劈裂能力优于直心墙堆石坝;弧形心墙堆石坝坝肩处的应力水平小于直心墙堆石坝的...     

基于ANSYS和JC法的高土石坝动力可靠度稳定性分析

土石坝在建成或拟建的大坝中占有大部分比重,坝坡的稳定性是土石坝工程设计的关键问题,而强震下的坝坡稳定性更是岩土领域中的热点问题.运用ANSYS软件对某一高土石坝边坡进行时程分析,结合可靠度指标计算方法JC法,通过迭代计算得到可靠度指标,进而求得动力可靠度安全系数及最小可靠度指标,其分析结果对高土石坝的动力稳定性分析有广泛的应用价值.     

高拱坝安全度评价研究

概述了高拱坝安全度研究的强度理论、稳定性理论、可靠度理论、损伤断裂理论以及数值模拟分析、地质力学模型试验、监测数据反分析等主要理论和方法的最新进展;分析了各自的局限性和进一步研究的困难;提出和分析加强材料破坏到结构失稳破坏机理研究,探索坝身、坝肩、坝基三位一体分析方法,建立高拱坝整体失稳判据,运用微波探测技术、光测技术对运行中的高拱坝进行安全监测等急待解决的问题.     

拱坝的极限承载能力和破坏机理

本文建议,以拱坝整体工作能力作为拱坝评价的依据,确定承载能力时宜采用只加大容重的超载方式,宜分别提出线弹性极限、工作极限和破坏极限供设计应用,宜分别对材料强度及荷载效应(结构)规定安全系数.文中基于若干试验成果,描述了一般双曲拱坝和重力拱坝的破坏机理,讨论了坝踵理论应力和实际应力可能出现的差异,以及孔洞、某些地质缺陷等对极限承载能力可能带来的影响.     

拱坝静力分析的一种简化方法

在拱坝试载法和拱梁模态法的基础上提出了一种更为简便、高效的供坝静力分析方法。其基本思想是以拱梁交点变位协调条件建立协调方程，并以矩形和三角形荷载分布作为荷载基向量进行坐标交换，使方程自由度数大为降低；通过求解线性矛盾方程组，得到最终结果。根据以上方法编制了适用于一般微机的拱坝静力分析程序，得到了比较满意的结果。该方法为拱坝方案比及优化设计提供了切实可行的途径。     

Crucial technologies in the design of Xiluodu Super High Arch Dam

Some super high arch dams (SHADs),like Xiluodu Arch Dam,after their heights reaching the magnitude of 300 m,confront lots of technical challenges in design and construction.Several crucial technologies of 6 SHADs will be reviewed and discussed in this and consecutive papers,including Xiluodu,Jinping I in China,Baktiary in Iran,etc.,on the topics of the research method,criterion for evaluation and engineering application of dam safety analysis and evaluation,reasonable dam base interface,dam shape optimization,comprehensive treatments of complex foundation,anti-seismic engineering,dam construction material,concrete placement and temperature control,instrumentation and monitoring of dam operation,etc.This paper will mainly focus on the overall safety of SHADs,reasonable dam base interface analysis and evaluation and their engineering application.