重力坝加高后的温度应力特性

针对重力坝加高后的温度应力问题,基于温度场和徐变应力场有限单元法,对某重力坝加高过程进行仿真计算,分析坝体加高后温度和应力的变化.结果表明,坝体加高后新老混凝土结合面附近会产生较大拉应力,坝踵处应力基本不受新混凝土收缩的影响,其应力恶化的主要原因是蓄水位上升.通水冷却对降低坝内温度和应力有显著作用,但坝体应力对通水温度并不敏感.最后建议高温季节的加高工程宜在气温较低的早晚浇筑新混凝土.     

浅谈重力坝加高的温度应力问题

大坝的加高将成为未来水利建设的重点之一。重力坝加高中往往会出现三个影响坝体质量和受力的问题：坝踵应力恶化、新老混凝土结合面开裂及坝体下游面裂缝。本文讨论和分析了出现这三个问题的主要原因及解决这些问题的基本思路。     

三峡非溢流重力坝应力位移模型试验研究

针对三峡水利枢纽工程非溢流重力坝横断面上的应力和位移进行模型试验研究.使用DH3816静态应变测试系统和千分位移计分别测量模型的应变和位移,对测试值进行计算分析和图形绘制.结果表明坝体的上游面出现了显著的拉应力集中现象,最大值出现在坝踵处,同时在下游面出现了较大的竖直压应力,最大值出现在坝趾处,但应力值均小于坝体混凝土和地基的抗拉及抗压强度;坝体位移呈抛物线状,坝体处于弹性状态,大坝运行状态较为正常.     

钢筋混凝土护面加固对重力坝地震反应影响

以钢筋混凝土护面加固的丰满重力坝为研究对象,采用基于ANSYS整体式钢筋混凝土有限元法,建立代表性溢流坝段三维模型分析大坝加固前后的静动力特性.结果表明:护面加固后坝顶最大静位移量减少约14%,地震载荷下最大动位移量减少约6%;加固后地震响应更趋向平缓,峰值响应的出现迟于加固前,对抗震是有利的,但坝体顶部正向地震响应会因护面加固后刚度和质量增加而增大;护面加固能够显著地改善坝体顶部和下游坝肩部位老混凝土的应力状态,但对坝体上游坝面和坝踵部位的应力状态基本没有影响.钢筋混凝土护面对坝体抗震能发挥一定作用,但应重视坝肩和坝顶增大的动力响应对护面抗震的不利影响.     

某尾矿坝数值模拟与稳定性分析

以某尾矿坝坝体加高、排矿速度、浸润线条件、排渗系统运行状况对尾矿坝稳定性的影响为例,建立应力应变的数学模型,结合有限元法计算在未来加高情况下坝体的应力和应变等值线图,确定潜在危险的滑动面,最后用剩余推力法计算评价其稳定性.图6,表4,参10.     

观音岩碾压混凝土重力坝动力分析

在VII度设防烈度下,按《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073—2000)的标准和方法对观音岩碾压混凝土重力坝泄水坝段进行三维有限元动力计算。分析其地震动力响应,泄水坝段坝趾、坝踵及进水口、泄水口的应力、应变状况。计算结果表明,坝体满足抗震设防要求,是安全可靠的。     

基于混凝土损伤和断裂力学的重力坝体型优化设计研究

重力坝体型优化设计一直以来都是一个重要的研究课题.在常规优化设计考虑应力和稳定性约束条件的基础上,采用有限元软件ANSYS的一阶优化法,将混凝土指数函数损伤理论与断裂力学运用到坝体优化中,将坝踵区损伤控制在峰值损伤之内,限制坝体损伤的进一步发展;重力坝在运行过程中不可避免的会产生裂缝,尤其是在坝踵附近,考虑裂缝的产生并采用K判据分析裂缝的稳定性.将该方法应用于某重力坝的体型优化设计中,得到的考虑损伤后的优化设计结果虽比常规优化设计断面面积稍有增大,但可以控制损伤的进一步发展,所以更加安全.在加入损伤约束的基础上进一步考虑裂缝的产生,得出了即便在产生裂缝的情况下,坝体也能安全工作的剖面形态,且在优化过程中可以节省材料.此方法可为今后的重力坝设计提供一定的理论基础.     

基于有限元法的高混凝土坝温度场反馈分析模型探讨

高混凝土坝温度应力是导致坝体上游劈头裂缝以及内部贯穿裂缝的重要原因.如何依据实测资料正确反馈分析温度场,是计算大坝真实应力状态、全面评价大坝安全可靠度首要解决的问题.探讨了基于有限元法的温度场反馈分析模型,给出了边界条件、施工参数、材料参数等的确定方法;提出了两种推算实际库水温度变化的近似方法;指出反馈模型调整的关键问题在于通水冷却、坝踵附近边界条件及基岩温度;最后通过索风营重力坝对反馈分析模型进行了应用验证.     

新型混凝土-堆石混合坝的基本力学特性

吸收堆石坝和混凝土重力坝的优点并克服其缺点,提出了一种新型的混凝土-堆石混合坝技术,该坝型的特点是：坝体由上游带支墩的混凝土墙和下游堆石体组合而成,支墩设在混凝土墙后并以一定距离分布,混凝土墙和堆石体之间设置垫层和过渡层。以某心墙堆石坝工程为对象建立了混合坝数值模型,分析混合坝在竣工和蓄水工况下的坝体应力和变形特征,并与原心墙堆石坝工程性状进行对比分析。研究表明：混凝土墙后土压力呈非线性分布;混凝土墙受力以压弯为主,最大拉应力出现在墙踵处;支墩受力以弯剪为主,最大拉应力出现在支墩与混凝土墙连接处;堆石体整体应力水平比心墙堆石坝降低,安全性有较大幅度提高。技术经济分析比较表明,与心墙堆石坝相比,混合坝具有安全稳定、保护环境、节约材料等优点。     

弯应力作用下混凝土结构水力劈裂试验研究

混凝土重力坝坝踵在运行期间易出现拉应力,是坝体的薄弱区域。为研究该区域的水力劈裂问题,采用四点弯曲弯矩+高水压的联合施载方式,模拟混凝土重力坝坝踵受拉状态下的水力劈裂破坏过程。基于不同弯矩与水压值组合,研究坝踵因施工应力出现初始裂缝情况下的水力劈裂问题。结果表明,裂缝发展过程中,混凝土试件的应变可分为线性段及指数段,当应变进入指数段时,试样临近破坏;较小的荷载增量即会打破稳态,促使裂缝失稳扩展;劈裂水压与拉应力存在叠加效应,若最值作用位置相同,裂缝尖端应力集中现象明显,易引起水力劈裂破坏,若作用位置不同,则受拉截面应变分布较均匀,较大限度地发挥了混凝土受拉截面的抗劈拉能力,减弱了水力劈裂作用。     

基于ANSYS的碾压混凝土重力坝坝基面抗滑稳定安全性分析

重力坝的抗滑稳定分析是重力坝设计的一项重要内容,而碾压混凝土重力坝和常规混凝土坝有所不同,常规重力坝,特别是高坝,一般来说坝基面就是坝体稳定控制面.如何对高碾压混凝土重力坝坝基抗滑稳定进行分析就显得很重要.本文通过一实例龙滩重力坝详细说明如何通过ANSYS有限元软件对重力坝建模,利用APDL语言提取X、Y方向合力,计算重力坝坝基面的抗滑稳定安全系数.     

基于混凝土损伤理论的重力坝体型优化设计

重力坝体型优化设计一直以来都是一个重要的研究课题,在施工和运行过程中,长期在荷载作用下坝体不可避免的会产生损伤,使材料性能劣化,尤其是在应力集中较大的坝踵附近,因此在重力坝体型优化设计中应该考虑损伤的影响。在常规优化设计的基础上,基于混凝土指数函数损伤理论,考虑和限制坝踵的损伤的发展,采用有限元软件ANSYS自带的一阶优化法,全程编写分析文件和优化文件的ADPL语言对某重力坝进行体型优化设计,得出当将坝踵损伤控制在峰值损伤时,既可以控制损伤的进一步发展,保证坝体的安全,同时也可得到较为经济的剖面形态,该重力坝剖面形态比常规设计得到的结果更符合重力坝材料性能劣化后的工作性态,可为以后的坝工设计提供一定的参考。     

重力坝坝踵的断裂分析

本文用有限元与半平面边界元耦合法计算了坝体坝基应力,又结合边界配置法求出了坝踵应力强度因子。根据混凝土V型切口复合型断裂准则确定了坝踵初裂方向,在此基础上。对裂纹沿坝基的扩展作了计算分析。结果表明,裂纹内的水压力是促使裂纹扩展的重要因素,减小或消除坝基的缝水压力将有助于坝基裂纹的稳定。     

南水北调水源工程丹江口大坝加高贴坡混凝土温控措施

南水北调水源工程丹江口大坝混凝土施工主要是在老混凝土面上进行大面积的贴坡和加高,由于老混凝土已降至坝体稳定温度,且具有较高的弹模,这对混凝土温控增加了难度。控制混凝土浇筑温度、最高温度,及时进行初期和后期冷却、加强混凝土面保护,满足接缝灌浆的要求、确保新老混凝土结合面接合成整体是本工程的关键。本文着重介绍丹江口大坝加高右岸标段贴坡混凝土的施工温度控制措施。     

碾压混凝土重力坝温度场与温度徐变应力仿真分析

结合百色碾压混凝土坝的工程实际情况，采用三维有限元浮动网格法对该坝施工期和运行期温度场、温度徐变应力进行了仿真计算。计算中考虑了混凝土热力学参数随龄期变化、坝体分层浇筑过程及自重、水压力对温度应力的影响。仿真结果给出了温度场、温度应力分布及其随时间变化规律，为碾压混凝土重力坝的设计和施工中的温控提供了参考依据。     

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.     

高混凝土重力坝整体抗震性能研究

建立了考虑实际地形、地质条件影响的整体重力坝有限元模型,分别以规范反应谱、场地反应谱为目标谱合成了设计地震、校核地震下共4条人工地震波,然后对该整体重力坝模型在4种工况下进行了时程动力分析,并对坝体关键部位的主应力按极限状态公式进行了强度验算,结果表明:在该设计、校核地震作用下,高混凝土重力坝整体抗震性能比单个坝段要强,坝踵垫层混凝土和上、下游折坡处材料抗拉强度均满足要求;坝趾的抗压强度也满足要求,并且具有较大的安全裕度;场地谱人工波的计算结果与规范谱人工波的结果很接近.     

基于无质量地基模型的重力坝地震响应分析

假设在大坝附近一定范围的地基是线弹性、无质量的、地震激励均匀作用在边界上,采取人工模拟合成地震波,建立无质量地基模型,对龙滩重力坝-地基系统进行了地震响应分析.计算结果表明坝体动力反应一般滞后于地震波,且滞后程度与坝体结构刚度有关,同时,坝体内大部分拉应力均大幅度减小,但坝踵部位的拉应力有所增加,坝上游折坡点附近还有一定的拉应力.与考虑了粘弹性人工边界模型相比,无质量地基模型的动力响应峰值增加了4%~59.8%.     

考虑昼夜温差的碾压混凝土坝温度场仿真分析

采用碾压混凝土坝温度场和温度应力仿真计算程序RCTS,针对某碾压混凝土重力坝的结构设计和布置特点,严格模拟碾压混凝土实际浇筑过程,对施工期不考虑昼夜温差、考虑不同的昼夜温差、坝体表面保温等情况进行温度仿真计算,并且将仿真计算结果进行了比较分析.结果表明,施工期昼夜温差对碾压混凝土表面,特别是施工期长间歇面温度影响比较大,考虑昼夜温差的计算结果更加符合实际边界条件,不考虑昼夜温差的计算结果是偏于不安全的.     

Nam Ngum5水电站分缝重力拱坝地震响应分析

针对老挝在建的Nam Ngum5水电站重力拱坝,利用基于ABAQUS平台的非线性指数型动接触模型和混凝土塑性损伤本构模型,研究了该重力拱坝在地震荷载作用下横缝的张开、闭合和滑移的非线性动力特性以及坝体的动力响应.计算结果表明:横缝张开使得大坝的坝踵主拉应力大幅增加至3.0MPa;考虑诱导短缝时,坝体整体性下降,刚度减弱,坝顶顺河向动位移响应有一定幅度的提高,同时横缝的开度也有所增加,但诱导短缝对坝体应力的影响较小;大坝能承受的最大峰值加速度为0.40g,大坝可能的破坏模式为从横缝底端与岸坡交界面处起裂,损伤部位逐渐向坝踵以及左岸坝肩、右岸坝肩延伸.