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.     

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.     

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。     

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。     

金钟面板堆石坝应力变形三维弹塑性有限元分析

对金钟水利枢纽面板堆石坝进行了三维弹塑性有限元分析,模拟了坝体材料分区、填筑及蓄水过程和面板的分缝,采用双屈服面模型模拟堆石体的变形特征.根据数值分析的结果,对竣工期和蓄水期坝体堆石和面板的应力变形规律进行了讨论.     

黑泉面板坝新型止水结构三维弹塑性分析

利用结构模型试验得到的周边缝止水结构的数值分析模型，对黑泉砂砾石面板坝进行三维弹塑性有限元分析，模拟大坝施工及蓄水过程，预测大坝坝体、面板及各类接缝的应力与位移，并将计算结果与止水结构破坏试验结果以及已建面板坝的接缝观测资源进行了对比，结果表明，坝体、面板的变形和应力符合一般规律，面板缝和周边缝位移在正常范围内，新型止水结构有较好的变形能力。     

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...     

新疆塔城地区哈拉布拉水库设计——哈拉布拉水库工程设计方案研究与分析

新疆塔城地区哈拉布拉水库大坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高63.85m,上下游坝坡均为1:1.4,坝坡较陡,取消了坝体主次堆石区分区设计,泄洪建筑物采用侧槽式溢洪洞,建筑物布置紧凑,2007年蓄水运行至今坝体变形小,运行状况较好。     

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。     

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。     

西流水面板堆石坝三维流变分析

采用考虑堆石料流变性的分析模型,对西流水混凝土面板堆石坝进行了三维非线性有限元计算,得到了考虑堆石流变性后的坝体、面板及接缝的位移和应力,同时对比分析了堆石料流变性对混凝土面板堆石坝结构性态的影响．结果表明,虽然堆石流变性对大坝工作性态有一定影响,但对西流水面板坝而言,在考虑堆石流变性影响后,其设计方案在技术上仍是可行的．     

面板堆石坝软岩料的应用分析

通过分析软岩料的物理力学特性,论述了软岩料作为面板堆石坝填筑料的可行性,在此基础上研究了软岩堆石料的合理分区布置问题,进而提出了面板堆石坝软岩堆石料利用的基本原则;针对软岩料的利用问题,采用邓肯模型和有限元分析的方法,结合大坳工程分析了利用软岩料的面板堆石坝的应力变形特性,实例分析表明:在利用软岩料修筑的面板堆石坝设计中,通过合理布置软岩料分区,在保证坝体整体稳定和面板受力均匀的前提下,尽可能扩大软岩料利用区的范围可使工程设计进一步得到优化。     

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．     

覆盖层地基上混凝土面板堆石坝优化设计研究

根据覆盖层地基上面板堆石坝坝型的结构及受力特点、变形特征,将最优化理论与方法应用到此类坝的设计中。对采用混凝土防渗墙处理坝基渗流,用水平趾板连接面板与防渗墙结构型式的面板坝,建立了优化设计数学模型。对工程实例进行断面优化设计,获得了合理的成果。     

神经网络模型在面板坝堆石体施工期沉降变形预测中的应用

在分析面板坝堆石体施工期坝体沉降影响因素的基础上,将影响沉降的主要因素作为网络输入参数,以测点沉降量作为网络的输出,建立了神经网络模型.以水布垭面板坝堆石体为例,将模型预测值与实测结果进行了对比,结果表明,预测值与实测结果比较接近,该神经网络能很好地反映面板坝堆石体施工期沉降变形与其影响因素之间的非线性映射关系,预测结果可作为后期填筑反馈设计的依据,同时可通过网络输入参数的调整检验某一因素对坝体沉降的影响程度.     

面板堆石坝面板脱空现象成因分析及预防措施

利用三维有限元分析方法对影响面板脱空现象的各种因素进行了计算分析,并对在分期浇筑面板的高程、堆石体的材料及变形特性、垫层料的材料及变形特性以及不同的蓄水情况等因素影响下的脱空值及其规律进行了系统的比较分析.结果表明,低压缩性、高抗剪强度的垫层料和砾石材料变形较小,通过控制填筑高度及施工顺序、提高碾压质量等措施,可防止或减少面板脱空现象.