多场耦合下大体积混凝土初次蓄水的温度应力问题研究

在大体积混凝土坝初次蓄水时,温度较低的库水必然会对坝体温度场产生较明显的影响,从而影响坝体的变形,甚至产生温度裂缝.为分析大体积混凝土初次蓄水的温度应力,本文将混凝土类多孔介质视为连续介质,综合运用水力学、热学和固体力学等基本理论,根据动量守恒、质量守恒和能量守恒方程建立了以位移、孔隙水压力、孔隙气压力、温度和孔隙率为未知量的多场耦合数学模型,在此基础上编制了有限元计算程序,并对大体积碾压混凝土块的渗流场、温度场和应力场进行了耦合分析,结果表明,考虑耦合后块体温降幅度及温度大主应力均较不考虑耦合条件下大.     

大型铝土排泥库混凝土坝动力计算模型及地震响应分析

混凝土重力坝是桂西大型铝土排泥库的主要坝型,本文建立了考虑坝库作用的排泥库混凝土坝地震动力响应计算模型,采用ADINA有限元软件对比分析了排泥库坝库作用模型与附加质量模型动力计算结果,并揭示了尾矿泥浆含水量和排放量对混凝土坝动力响应的影响规律.结果 表明,采用坝库作用模型计算得到的排泥库混凝土坝加速度和位移峰值较附加质...     

碾压混凝土坝结构性态的块体元与有限元耦合分析模型

将有限元和块体元相结合,用有限元描述碾压混凝土本体内部的位移场和应力场,用块体元从整体上分析层面的影响.在对有限元和块体元耦合效应分析的基础上,针对碾压混凝土坝的成层特点和分区界面之间变形的不连续性,建立了碾压混凝土坝的变形分析模型,并编制了相应的耦合计算分析程序.实例表明,该分析模型能较好地模拟碾压混凝土坝的工作性态,既可描述碾压混凝土坝的复杂变形,又可分析其破坏过程,充分发挥了块体元与有限元各自的优势.     

测压管水位的混合模型研究

为了考虑库水位对测压管水位的滞后效应,引入了库水位滞后影响函数和等效水位,结合三维渗流有限元计算,建立了考虑滞后效应测压管水位混合模型。计算实例表明,该模型能较好地反映库水位对测压管水压的滞后效应,且精度较高。     

柔性拱和软弱地基上的碾压混凝土拱坝

为改善软弱基础上修建碾压混凝土拱坝的结构设计 ,通过对水压和温度荷载作用下坝体的应力和位移分析 ,提出了适应软弱基础拱坝变位大但应力不恶化的“柔性拱”及简易止裂措施 ,已用于修建新疆石门子碾压混凝土拱坝。坝体设人工短缝加大拱的变位 ,可消减水压和温度作用下的拉应力集中 ;扩大拱座降低坝肩软弱岩面上的压应力和剪应力 ,拱座考虑侧约束减少拱座在水压作用下的变位 ,也增加坝肩绕渗途径     

略论碾压混凝土坝的防渗对策

碾压混凝土坝已被我国广范的推广应用,并取得了良好的成效。但是,同样存在着诸如渗漏一样的问题。本文就碾压混爰土坝防渗对策进行了论述。     

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。     

碾压混凝土重力坝非线性开裂分析

对碾压混凝土坝进行开裂分析，采用应力应变双层开裂判据判断单元的开裂状态，同时利用钝裂缝带模型、混凝土应力应变全过程曲线及调整力向量的有限元解法来反映混凝土的软化特性.以龙滩碾压混凝土坝为实例进行了计算分析.     

库水位骤降偶遇地震作用的土石坝稳定分析

正常运行过程中库水位是不断变化的,当库水位降落后,坝体内部的孔隙水压力和渗流场会发生变化,过快的下降速率会导致坝体内的孔隙水压力不能及时消散,在渗流的作用下上游坝坡产生浮起或下滑的趋势,若在库水位骤降时期发生地震,则对土石坝的坝坡稳定更加不利.为研究某混凝土心墙土石坝在库水骤降偶遇地震情况下瞬态渗流场特性及坝坡稳定性规律,基于非饱和渗流原理,采用Geo-Studio有限元软件进行数值模拟,得到了不同骤降速率下坝体内部浸润线及上下游坝坡安全系数的变化规律,并研究了不同骤降速率下偶遇地震作用和不同骤降时刻发生地震时的上下游坝坡安全系数,最终对所得到的规律进行公式总结.结果表明:坝体浸润线在库水位骤降过程中会出现向上凸起的现象,骤降速率越大凸起越明显;在地震作用下,坝坡上游安全系数值减小幅度较大,下游坝坡安全系数变化不大;在库水位骤降初期发生地震最危险;库水位骤降至死水位时的最大速率不应超过2 m·d~(-1).     

水压作用下硫酸盐在混凝土桩中的侵蚀分布规律

为模拟地下桩身混凝土硫酸盐侵蚀机理,考虑水压力对硫酸盐在混凝土桩中的侵蚀分布影响,基于达西定律,探讨渗流速度与水压力和时间的关系,建立了水压作用下的渗透深度计算模型.依据Fick第二定律,建立水压力作用下的硫酸盐在混凝土桩中的扩散侵蚀方程.采用分离变量、变量代换和积分变换得到对流侵蚀方程的解析解,以及水压影响范围外的扩散侵蚀方程解析解.同时,分析了水压力对渗透深度影响的敏感性,以及水压力、水灰比、渗透深度,裂缝宽度对桩中硫酸盐质量分数分布的影响.结果表明,随着水压力的增大,渗透深度显著增大;水压力作用下,混凝土桩中的硫酸盐质量分数分布明显高于无水压作用时的硫酸盐质量分数分布;水灰比、渗透深度、裂缝宽度对硫酸盐在混凝土桩中的质量分数分布影响显著.     

多孔介质水体渗流特性研究

针对实际现场承压含水层中水压力传递的滞流效应,通过室内模型实验模拟上游水头变动下,承压含水层中水压力传递的变化;并对其变化规律进行分析研究。在前人研究的基础上,在实验槽中填装4种土样进行实验。对上游突变水头(非稳定渗流)作用下渗流过程水压力传递的滞后性进行研究。观测到上游水头变化与土样中各测点的水头响应有一滞后时间,该传递滞后时间与多孔介质的性质及测量点的间距有关。     

基于FDA的大坝渗流安全动态可拓评价模型

针对渗流安全评价多采用静态模型而忽略指标数据动态变化特征的问题,在可拓评价模型中引入函数型数据分析理论,将离散指标数据转换为连续函数,建立包含基础指标和衍生指标在内的大坝渗流安全综合评价指标体系,提出适用于函数型数据的物元分析及关联函数构造方法,建立了一种基于函数型数据分析理论的大坝渗流安全动态可拓评价模型。此外,采用层次分析法与熵权法相结合的主客观组合赋权法确定指标权重,并且建立体现动态评价中对不同时间重视程度的时间权重。利用我国某混凝土重力坝的蓄水阶段某个月的渗流安全监测数据进行分析,得出其安全状态在II级到III级波动,与实际情况相符,证明了该方法的有效性。     

碾压混凝土坝渗流体积力研究

结合龙滩碾压混凝土坝工程实例，采用三维渗流模型及有限元数值解法定量地分析了碾压混凝土坝及普通混凝土坝渗流体积力的分布规律，计算了八种计算方案下渗流体积力等值线图及渗流体积力的合力，并与传统的水荷载计算方法进行了比较．     

基于实时监控的碾压混凝土坝仓面施工仿真可视化分析

结合系统仿真技术、实时监控技术、数据库技术和可视化技术,开展碾压混凝土坝仓面施工仿真可视化分析研究,构建仓面施工精细仿真模型。该模型不仅可以通过仿真计算获得详细的仓面施工进度信息,而且实现了可交互的仓面施工三维动态可视化分析。研究成果已应用于西南某碾压混凝土坝工程。     

含诱导缝坝体的非线性断裂力学分析

按混凝土材料开裂的非线性特性,用线弹性断裂力学与虚拟裂缝模型相结合的非线性方法,对含诱导缝坝体进行了分析计算;并以某碾压混凝土拱坝为例,对计算模型进行比较,对诱导缝的作用进行分析。分析表明,该非线性计算模型对于分析含诱导缝坝体的应力以及诱导缝的作用比常规线弹性方法更为合理。     

渗流作用下柱状节理岩体强度特性试验

为研究白鹤滩水电站柱状节理玄武岩在高渗透压力作用下的强度特性,采用与水电站现场岩体物理力学性质相近的人工材料,制作具有相同节理构造的柱状节理岩体模型试样,开展了不同渗透压力的渗流应力耦合三轴力学试验,分析了渗透压力对柱状节理岩体的破坏模式、强度和渗流量的影响。试验结果表明:渗流作用下柱状节理岩体的破坏模式为沿着节理倾角的滑移破坏;渗流作用下的柱状节理岩体具有较低的强度,三轴压缩峰值强度与渗透压力呈负相关关系;应力应变曲线可分为4个阶段,渗流量随应力应变曲线呈现出阶段性特征,渗透压力对岩体强度和渗流量影响较明显。     

基于探地雷达的水库坝基渗漏正演模拟

水库坝基渗水将带来溃堤的风险,造成水资源浪费及生命财产的损失,针对现有技术无法确定坝体渗水洞坐标的实际情况,提出采用探地雷达对坝体进行日常检测。利用时域有限差分法(FDTD)对在二维空间进行FDTD按照Yee氏网格离散处理的原理,得到其电磁分布方程,基于水库坝基的实际构造,建立了空气层、混凝土层、黏土层及两个渗水洞的理想模型,并依据理想模型建立了带有石灰岩干扰点的混凝土层干扰模型。利用MATLAB实现系统架构,并进行正演模拟。结果显示:探地雷达可以用于较深目标体探测,通过改变探地雷达电磁波中心频率,并对比50,100和200MHz三种频率雷达电磁波的检测频谱,又对带干扰模型进行了模拟,验证了100MHz频率雷达电磁波,用于复杂地形的检测效果更优。     

盘道水库3^#坝段坝基扬压力性状分析

根据盘道大坝3^#坝段观测资料对其坝基扬压力进行分析,并结合该坝段实际情况建立了扬压力数学统计模型。分析表明,帷幕前扬压力与上游库水位有显著的正相关关系,并随库水位升降而升降,扬压力在帷幕后下降迅速且年变幅很小,说明深河槽坝段渗控措施是非常有效的;河床段坝基扬压力受水位、时效等因素的影响,其中上游库水位是影响扬压力的主要因素。     

三维裂隙岩体渗流广义混合模型及其应用

了裂隙岩体渗流离散模型与等效连续模型的优缺点，提出裂隙单元与岩体单元交界面上水头连续面允许流量不连续的观点，通过裂隙单元和岩体产声望财矩阵的组装，建立了三维裂隙岩体渗流主昆合模型。