凸起地形对面板堆石坝面板应力变形特性的影响

依托某建于凸起地形上的面板堆石坝，采用三维非线性有限元分析方法，研究左岸凸起地形及其2种开挖方案对面板堆石坝面板应力变形特性以及接缝变形的影响。通过坝轴向和顺坡向的面板挠度曲线解释了面板拉应力分布规律，提出了面板拉裂风险指标，并对开挖方案进行了效果评价。结果表明：凸起地形对面板应力变形和接缝变形有较大影响，相较于凸起地形完全挖除方案，凸起地形对堆石体和面板具有较强的约束和支撑作用，导致凸起地形处的面板坝轴向位移和挠度减小，拉应力区增大，垂直缝张开数量增多，然而，面板拉应力、垂直缝张开量以及周边缝张开和错动均有所减小；凸起地形上游侧按1∶1.5开挖后，面板变形协调性明显改善，面板拉应力区面积和垂直缝张开数量减少，有效降低了面板拉裂风险。     

复杂地形条件下高面板堆石坝的应力变形特性

运用三维非线性有限元法对某复杂地形条件下高面板堆石坝的应力变形进行预测,重点分析了高陡岸坡和起伏突变的地形边界对分期施工的高面板坝应力变形特性的影响.结果表明:高陡岸坡边界对大坝堆石体的应力变形影响不明显,但对面板应力变形和周边缝的变位影响较大,尤其是高陡斜坡时,对面板有明显的向河床方向的束窄作用,导致该处附近面板呈现较大拉应力区和周边缝基本都呈拉开状态;起伏突变的地形对大坝堆石体的应力变形很不利,应进行相应的技术处理.     

基于MSC.Marc软件的面板堆石坝静力分析

为了能够较好地模拟面板堆石坝的施工及蓄水过程,利用MSC.Marc软件的子程序功能实现非线性弹性邓肯-张模型,通过生死单元技术进行分级加载,从而对面板堆石坝进行非线性有限元计算.对某混凝土面板堆石坝进行非线性分析,文中给出了河床中央剖面(2号剖面)和面板应力和变形的等值线分布图以及1号和3号剖面的应力和位移值.计算结果表明:坝体和应力以及变形规律比较好,但面板在靠近河床两端出现较大的拉应力,实际工程应予以重视.     

河谷地形对心墙堆石坝应力变形影响分析

针对某V型河谷上的心墙堆石坝,采用邓肯-张E-v模型描述堆石料,Goodman单元模型描述土与结构体的接触面,三维有限元方法对比分析不同河谷宽高比时竣工期心墙堆石坝的应力和变形。结果表明:河谷地形对心墙堆石坝应力变形影响显著,河谷宽高比越小,竣工期坝体沉降、顺河向水平位移、纵断面坝轴向水平位移都越小;河谷宽高比越大,竣工期坝基覆盖层的沉降越大,防渗墙的应力也越大。     

堆石流变性对水布垭面板堆石坝性状影响的研究

以水布垭混凝土面板堆石坝为研究对象,采用考虑堆石料流变 性的计算模型进行整体诸,分析堆石料变变形对高面面板堆石坝防渗系统的影响,结果表明,考虑堆石料流变性后,面板应力与接缝位移与常规分析所得结果有较大的差别;堆石流变性使面板坡向压应力增大,拉应力减小,使河谷部位面板轴向压力增大,两岸拉力增加;面板缝在河谷中部压紧缩值半加,两岸部位张开位移增加;周边缝错动位移进一步加大,面板坝设计中应对这些因素加以考虑。     

考虑温度场的混凝土面板坝应力变形分析

以某混凝土面板堆石坝为例,进行应力场和温度场的耦合计算,分析坝体和面板的应力变形,以及坝体变形对面板的影响.结果显示:坝体的最大水平位移和最大沉降发生在坝体上游面中部;坝体最大主应力发生在坝体底部,且随季节温度升高而增大,坝体最小主应力发生在坝顶防浪墙,坝体内部无拉应力;面板最大拉应力发生在距坝底1/2处,位于正常运行期的库水位以下,混凝土性能易弱化导致面板损毁,所以面板开裂在此处发生的可能性最大.     

胶凝面板堆石坝离心模型试验研究

为了解胶凝面板堆石坝在竣工期和蓄水期的工作性态,采用离心模型试验方法对不同胶凝含量下坝体的应力变形进行试验研究,同时与非线形有限元法数值模拟计算进行对比分析.结果表明:随着坝体材料中胶凝含量的增加,坝体沉降和面板挠度在竣工期和蓄水期明显减小,改善了面板的受力条件,可保证防渗体系的正常工作;胶凝含量的增加,提高了坝体的抗剪强度和承载力,设计时坝坡可明显放陡,坝体断面显著缩小,大大节省了筑坝堆石料,并能保证大坝在应力变形和稳定性方面的安全可靠性;离心试验得到的竣工期和蓄水期的坝体应力、位移,面板法向位移与数值计算结果规律基本一致,可为胶凝面板堆石坝的设计提供参考.     

水布垭混凝土面板堆石坝地震永久变形分析

以水布垭混凝土面板堆石坝为研究对象,采用考虑残余体积应变与残余剪应变的计算模型进行整体永久变形分析,得出了动力变形量及其分布特点,以及永久变形对高面板堆石坝防渗系统的影响。结果表明,在地震作用下高坝上部面板与垫层间的动位移存在相位差,使面板动应力在上部产生明显的变化,需要给予重视;高混凝土面板堆石坝在0.1g峰值加速度地震作用下产生的永久变形,对于300m级高的混凝土堆石坝结构的影响不显著。     

堆石流变对金钟混凝土面板堆石坝应力变形的影响分析

采用三参数流变模型,运用有限元法对金钟面板堆石坝进行三维流变分析,得到了考虑堆石流变后坝体、面板的应力变形.分析研究了堆石流变对混凝土面板堆石坝坝体、面板应力变形特性的影响.结果表明,考虑堆石的流变效应后,坝体变形有所增加,坝内拉应力区域变大,最大拉、压应力值有所增加;面板的挠度和轴向变形都有所增加,面板的拉应力区域和拉应力值也有所增加,而面板压应力区域有所减少,但最大压应力值却有所增加.     

汶川地震中紫坪铺混凝土面板堆石坝震害分析

汶川地震中,紫坪铺混凝土面板堆石坝坝坡、面板和结构缝均出现一定程度的破坏,大坝发生了整体变形.根据这些震害现象,结合振动台模型试验和数值分析的成果,从坝坡破坏性态、坝顶加速度反应、面板应力与变形、大坝的地震变形和面板缝的破坏形式几方面讨论了面板堆石坝破坏机理和抗震性能.在此基础上,对面板堆石坝抗震设计的着力点和抗震措施提出了建议:在面板堆石坝抗震设计中,高面板堆石坝上部面板在地震中可能出现的高应力区是着重点之一;应该考虑坝体地震永久变形对面板附加应力的影响;应特别注意坝顶区堆石体的稳定,建议选择钉结护面板加固方案,从而提高地震时坝顶区堆石体的整体稳定性.     

接缝止水失效情况下湿化对面板堆石坝应力变形的影响分析

基于改进的湿化变形计算模型,采用邓肯-张的E-B模型模拟大坝的堆石体,对接缝止水失效情况下堆石体湿化变形对混凝土面板应力和变形的影响进行了研究。研究结果表明,由于堆石料的湿化变形影响,使得坝体整体沉降增加并发生向下游的水平位移,同时使得面板的挠度增大,且面板的压应力增量比较大,对面板的应力变形产生不利影响。因此,对坝体先期进行浸水,使主要的湿化变形在面板浇筑前发生,可以改善面板的应力变形状态。所得结果适用于类似工程的设计和施工。     

软弱地基上的碾压混凝土拱坝应力与位移分析

某工程在软弱基础上修建的碾压混凝土拱坝坝高大于100m,基础软弱,应力和位移大,尤其是坝肩向下游位移大。提出设置推力墩新结构来增强拱座受力,限制其变形。示例对水压荷载作用下坝体的应力和位移进行三维仿真分析,表明仅设置30m长的推力墩能消减50％的坝体下游面(水压荷载)拱向拉应力;位移减小20％;坝肩基岩几乎处于微压状态,水压应力向推力墩转移,加大坝基底面减小坝体沉陷。由于推力墩结构减小了拱跨度,增强了拱坝的整体性,分担了主要的坝肩荷载,可使拱坝应力得到改善,位移得到控制。     

纳子峡纤维混凝土面板坝服役期接缝变形特性分析

混凝土面板堆石坝作为一种典型的水工建筑物,其面板接缝的变形特性直接影响了大坝的渗流稳定及耐久性,此问题在高寒、高海拔地区更为突出。本文基于青海省纳子峡纤维素纤维混凝土大坝面板变形实测数据,研究了纤维混凝土面板堆石坝接缝的变形规律,定量分析了纤维混凝土面板接缝间温升、温降过程中的变形特性。分析结果表明:纳子峡大坝纤维混凝土面板接缝在服役期内,垂直缝两向位移中最大变形量为7 mm,周边缝最大变形量为16.44 mm;蓄水期接缝位移值变化幅度较大,但是在运行期垂直缝及周边缝位移变形均在容许范围内;靠近右岸处的面板垂直缝呈张开状态,其余断面的垂直缝均以压缩状态为主;周边缝三向位移变形值对库区水位和库区温度较敏感,且随二者呈周期性变化。     

坪上水库坝型的分析与选择

介绍了坪上水库的工程概况和地形地质条件,分析论证了混凝土面板堆石坝和碾压混凝土重力坝的工程布置、设计和坝基处理,对其经济指标进行了比较,最终选定坪上水库大坝坝型为混凝土面板堆石坝。     

石水缸水库混凝土面板堆石坝设计与分析

简述石水缸水库面板堆石坝设计方案，对大坝结构进行了非线性有限元的应力应变分析，给出了坝体、面板的应力和位移结果，为该坝的面板堆石坝设计方案提供了设计依据.     

宜兴抽水蓄能电站沥青混凝土面板坝稳定和变形分析

江苏宜兴抽水蓄能电站枢纽工程上水库主坝为沥青混凝土面板堆石坝,坝址区地形地质条件复杂,下游面最大高差达285m,呈覆盖于建基面上的贴坡体形状．对此坝体选取代表性断面进行稳定分析,采用三维非线性有限元进行变形计算．计算显示,该坝坡的抗滑稳定安全系数满足规范要求,坝体内变形和应力水平均不大,不会发生剪切破坏．     

基于MSC.Marc软件的面板堆石坝加高的可行性研究

以华东某面板堆石坝加高工程为例,利用MSC.Marc软件的二次开发功能,结合FORTRAN接口实现非线性弹性邓肯E-B模型.通过面板坝加高前后堆石体及面板应力和变形的分析,对面板堆石坝加高问题进行可行性研究,并用经验公式验证计算的准确性.计算结果表明:坝体加高后堆石体的应力和变形规律较好,面板部分顺坡向拉应力区域转变为压应力,对坝体更为有利,加高方案安全可行.     

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...     

水流对破坏后河床演变的作用

河床因自然或人为作用会发生破坏。将破坏后河床地形概化为三角形坑,通过水槽试验和数值模拟研究了清水和动床两种水沙条件下坑形河床的演变。采用垂向二维水流数学模型计算得到了不同时刻下坑周围的流速与河床切应力分布,分析了导致河床演变的原因。研究表明:清水冲刷条件下破坏后河床仅在坑缘口处有冲刷侵蚀,是由于此处强切应力所致;动床冲刷条件下坑内流速很小,坑上游来沙在坑内淤积,同时坑下游边坡长距离冲刷显著;河床演变达到平衡状态时,局部切应力仍大于均匀流切应力。     

蒲石河抽水蓄能堆石坝施工变形模拟分析

根据实验室实测的堆石料力学参数,采用ANSYS提供的生死单元功能模拟了蒲石河抽水蓄能电站面板堆石坝分层填筑的施工过程。根据计算结果,对大坝的应力变形分布规律进行了分析,坝体最大计算沉降为34．5cm左右,约为坝高的0．46％,坝体最大水平位移约13．46cm;并且提出一种水平位移修正方法来更好地反映不同高程的外涨情况,为堆石坝的施工和面板设计提供依据。