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.     

深覆盖层上的高混凝土面板堆石坝研究

用三维非线性有限元方法研究了混凝土面板与地基防渗墙组成的坝体防渗结构的应力和变形。分析了趾板和防渗墙的连接型式、线路布置、施工程序对应力变形的影响。研究结果表明：先填坝至半高，然后打设平直的混凝土防渗墙，其应力变形不超过限值，使深覆盖层地基混凝土防渗墙上的高混凝土面板堆石坝在技术上可行。     

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.     

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。     

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。     

面板坝面板的开裂原因分析

面板开裂的原因是混凝土面板堆石坝设计者与施工者普遍关注的问题之一,本文根据计算分析,辩明了温度应力是面板开裂的主要原因,而干缩应力和坝体不均匀变形则是次要的原因。     

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.     

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.     

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.     

一座200m级高面板坝的变形和应力计算研究

利用三维非线性有限元分析方法,结合一座拟建中233m高的面板堆石坝,对坝体的变形和应力进行了预测。计算整理了面板的应变,结合已建类似工程的实测资料,对面板进行了初步的防裂分析。研究结果表明：蓄水期面板的应变极值与坝高的相关性不明显,但面板分期施工将导致其变形和应力更为复杂,需对大坝填筑的施工顺序进行优化设计;若采用合理的材料分区,且计算坝体的变形不超过限值,则面板坝方案在技术上是成立的。     

土石坝流变非线性分析

采用流变学理论,选取Ｍａｘｗｅｌｌ模型和Ｈ＝Ｋ模型模拟土石料的流变特性,探讨土石料流变特性对土石坝应力、位移的影响,对梅溪混凝土面板堆石坝实例进行计算分析,结果表明考虑土石料的流变特性能更准确地反映土石坝施工期和运行期的实际工作性态。     

混凝土堆石坝面板变形特性的有限元数值模拟

根据蒲石河凝土面板堆石坝的实际情况建立三维简化模型,运用大型有限元计算分析软件ANSYS进行三维非线性有限元计算,分析了面板堆石坝的应力应变特点.模拟了在不同蓄水位条件下,混凝土面板垂直缝和周边缝的变形过程.建立了混凝土面板和堆石体之间、混凝土面板与面板之间、混凝土面板与趾板之间的接触模型,采用ANSYS提供的接触单元模拟.数值模拟结果表明:在靠近河谷附近,垂直缝为闭合状态;在靠近岸坡附近,垂直缝为张开状态,其最大开度为2 mm,周边缝在河谷附近开度最大,往两岸逐渐减小,最大开度为17.9 mm.有限元数值模拟结果为堆石体施工期变形预留和周边缝、垂直缝的接缝材料选取提供了理论依据.     

堆石料本构建模新途径

在对堆石料主要应力应变特性进行分析的基础上,对堆石料的2大类本构模型——非线性弹性模型和弹塑性模型的特点进行举例评析,从理论上指出了这2类本构模型的不足之处,并引入了一类具有独特建模思想的连续介质本构理论——亚塑性理论,对堆石料进行了亚塑性建模及初步应用研究.理论分析和算例表明,所建堆石料亚塑性模型能够合理反映堆石料的主要力学特性,且具有本构参数适用范围广的特点.     

高堆石坝填筑施工过程中协调控制计算机仿真建模

高堆石坝坝面施工过程中常涉及到不同料物填筑的协调问题,对不同料物进行合理的施工顺序和施工强度协调对施工速度和工程质量有重要意义针对堆石坝填筑计算机仿真研究较少考虑坝面不同填筑材料之间填筑强度的相互协调问题,借鉴网络计划逻辑关系描述,对堆石坝各种料物之间的填筑施工的强度协调问题进行了研究,提出了一种坝面填筑材料之间协调控制的仿真模型,并提出坝面可达填筑强度和工期限制强度两个概念最后,以糯扎渡工程为例对所提出的仿真模型的可行性进行了验证．     

土石坝渗流的神经网络监控模型

通过对土石坝渗流的成因分析,应用人工神经网络原理,并结合某土石坝的实测资料建立了渗流监控模型,给出了模型的输入输出因子和模型结构。该模型具有再学习能力,在应用过程中,可以用新的观测资料对模型不断地进行学习训练,以提高模型的精度。     

粗粒料颗粒破碎三维离散元模型及其在密度桶试验中的应用

采用局部应力集中的最大接触力破碎准则,将阿波罗填充模式和最大接触力方向相结合,考虑整体破碎与局部破碎两种破碎模式,建立模拟粗粒料颗粒破碎的离散元模型,对大粒径堆石料的大型相对密度试验机制进行了研究。结果表明:不同破碎模式下的细观力学响应存在较大差异,模拟大粒径堆石料的局部破碎模式可以有效提高数值模拟的精度;堆石块体强度越高,级配偏差对于极值干密度影响程度越大;密度桶高径比过小时,不利于堆石体的振动密实和颗粒重排列,此时试验级配最大干密度的测量值可能远低于理论值,以测量值作为堆石料现场压实检测判别标准,可能会出现相对密度大于1 的情况。     

考虑级配空间随机特性的堆石坝变形应力分析

为研究坝壳料填筑级配的空间变异性及其对土石坝变形、应力的影响,以两河口心墙堆石坝最大断面坝段为例,选取分形分布作为级配模型,引入地质统计学方法,以指数模型、高斯模型为变异函数模型,分析级配分形维数的空间变异结构,采用克里金估计方法模拟堆石料、过渡料级配的空间随机分布;将随机模拟与有限元方法相结合,对大坝进行500次随机应力、变形计算后得到收敛结果,并与确定性有限元法作比较。结果表明：考虑级配空间分布的随机性时,坝体水平向位移、最大沉降量等都有不同程度的增大;若不考虑随机性,有超出50%的概率低估坝体应力、变形;考虑级配随机特性的计算方法对于高堆石坝设计及变形控制问题具有较好的应用价值。     

主次堆石体分区对堆石坝影响研究

主次堆石体的合理分区直接影响到面板应力、变形、稳定性以及工程造价.论文以蓼叶水库混凝土面板堆石坝为背景,采用Duncan-Chang EK非线性弹性模型,利用ANSYS中的APDL语言二次开发模型单元,进行3种不同的主次堆石体设计方案(仰倾坡比1 : 0.2.俯倾坡比1 : 0.2,俯倾坡比1 : 0.6)的数值计算和...     

考虑围压效应的高土石坝动力响应分析

试验结果表明土石材料的动力特性参数有很强的围压依赖性,所以在高土石坝动力计算分析中考虑围压效应是十分必要的.在广泛应用的Hardin-Drnevich本构模型的基础上,提出了改进动剪切模量与动剪应变关系式及阻尼比与动剪应变关系式的方法,得到一个可以考虑围压效应的改进模型,与实际工程试验曲线对比结果表明,新模型可以较好地模拟土石料在各个围压下的动力特性.根据新模型编制相应计算程序并应用于长河坝高土石坝地震动力反应分析中,得到了大坝整体动力反应规律与大坝地震永久变形,为工程设计提供参考.     

面板坝中堆石流变对面板应力变形的影响分析

根据所选用的包括流变的堆石本构模型及其反分析得到的参数,以Cethana坝为对象进行三维流变有限元计算,从理论上分析了面板堆石流变对面板的应力和变形的影响,指出堆石的流变对面板的影响是趋于危险的。这种影响是不能忽略的。