地基基础-坝体体系动力特性及地震反应分析的有限元与无限元耦合法

编制了有限元及有限元—无限元耦合计算程序，利用其分析了广西源口拱坝在有限域及无限域地基下的动力特性与动力响应，并与常规刚性地基下坝体的动力特性、动力响应进行比较，得出结论：1．弹性地基下拱坝自振频率减小、动位移最大值增大；2．耦合分析法具有较高的精度和显著的经济性，是工程应用中值得推广的一种分析方法。     

阿海重力坝倾斜层状地基力学参数敏感性分析

基于大型通用商业软件ADINA,研究了倾斜层状岩体地基的有限元模型,并以云南阿海水电站混凝土重力坝为背景,通过调整地基垂直层面和平行层面的力学参数,进行敏感性分析.研究结果表明,复杂层状地基的力学参数变化对坝体应力和变形有明显影响,随着坝基岩体垂直和平行层面变形模量的改变,坝体应力和变形相应改变.     

基于土体非线性性质的土-堆石坝动力相互作用(SRDI)体系的动力特性

运用Davidenkov地基模型,选取合理的模型参数实现对土体非线性性质的有限元模拟,并考虑土体边界条件、土体与坝体间接触界面状态非线性、地基土辐射阻尼以及坝体与土体耦合阻尼比等因素,对土-堆石坝动力相互作用(SRDI)体系动力特性进行ANSYS有限元模拟与分析。研究结果表明:软土地基对地震作用的放大效应会导致土体加速度和位移幅值随深度减小而变大,土与坝体的材料阻尼以及土与坝体接触界面间的阻尼效应减小坝体的动力反应,改善土-堆石坝体系的整体抗震性能,可为堆石坝工程的设计与实践提供参考。     

矶头水电站大坝的地震反应分析

采用坝－水－地基系统动力耦合的边界单元法，计算在基底地震加速度情况下的矶头水电站大坝的地震反应．对坝体系统的动力特性、坝面动水压力、坝顶动力放大系数进行分析和计算，并对大坝的动力稳定性进行校核．     

厚圆板与无限层土地基的动力相互作用

用半解析元法分析了厚圆板基础与无限层土地基的三维动力相互作用，提出了一种新的半解析位移函数。采用在水平两方向解析，在竖向进行离散化的方法，使三维动力相互作用的问题简化为一维数值计算问题，大大减少了计算工作量。数值计算表明，在结构和地基相互作用分析中，地基的计算厚度可取为地基深度H与基础的半径R之比(H／R)大于10，地基的计算面积可取为地基计算面积与基础面积之比(S1／S2)大于30；同时在基础设计过程中，应该考虑各层土特性对系统动力特性影响的差异。     

层状地基中群桩竖向振动及动内力

采用Gazetas和Makris通过拟合有限元计算结果所得到的弹簧系数和阻尼系数，基于动力Winkler地基模型和传递矩阵法，提出了一种分析层状地基中单桩和群桩竖向振动特性的简化方法．在考虑了“被动桩”和周围土体之间的相互作用的情况下求解层状土层中的桩一桩动力相互作用因子．在这基础上，计算群桩竖向动力阻抗以及群桩中单桩桩身动内力，通过相关算例分析验证了方法的适用性．     

水坝抗震分析的两种有限元模型比较

以一种实际的芯墙堆石水坝的抗震问题为例 ,比较了把水当作压力边界仅研究坝体的有限元模型和把水、坝体、地基作为一个系统的有限元模型的计算结果 ,分析指出 :把水处理成压力边界的作法实际上弱化了问题的液 -固动力耦合特性 ,不能得到最危险的状态 ;而把水 -坝体 -地基作为一个系统进行分析的有限元模型能反映问题的动力本质     

地震波动输入方法对高土石坝地震反应影响研究

将地震波动输入方法引入高土石坝地震反应分析程序,讨论了该方法在坝体与地基之间相互作用及无限地基辐射阻尼的模拟效果.为探讨地震波动输入方法对高土石坝地震反应的影响,从地震波频谱特性、坝体高度和地基模量三个方面开展了研究工作.分析结果表明:与传统的一致输入方法相比,地震波动输入方法可以考虑无限地基辐射阻尼的影响,并合理地反映出坝体与地基之间相互作用的变化规律;当高频含量较多的地震波作用时,传统一致输入模型与所提出地震波动输入模型的数值结果差异相对较大;两类模型数值结果的差异区域会随坝体高度的增加逐渐增大;地震波动输入方法可以较好地反映出地基模量变化对坝体与地基之间相互作用的影响.     

饱和地基轴对称竖向振动有限元-无限元耦合解

根据饱和土弹性波动方程和波的传播特性，建立了饱和地基轴对称竖向振动问题的一种有限元-无限元耦合解法并编制了计算程序；对可蜕化为单相弹性地基的气饱和土(干土)与渗透性很差的水饱和土地基，应用该方法计算了Lamb问题的地表竖向位移，其结果与既有单相弹性地基的理论解吻合良好．所提出方法可为求解层状饱和地基轴对称动力问题、研究饱和土中单桩复合地基动测技术等提供一种较为简便而可靠的分析手段．     

切缝对大坝动力特性的影响──用升阶摄动法解

一、引言 在地震荷载作用下,水坝坝体某些部位会产生裂缝。在结构设计中,因地质条件或某些其他原因,需要在坝体某些部位切缝以减小地基薄弱部位的应力。坝体上有缝以后,其自振特性所起的变化,常常是工程上需要了解的问题,这也是一个国内外都在研究的问题。 有的文献建议了有缝弹性体的动力计算方法[1],有的文献介绍了有缝弹性体动力特性的试验结果[2],但还没有见到关于缝隙对弹性体自振特性影响的规律性研究。因此,在缝如何影响弹性体系的自振特性,如何采用简捷的方法直接从无缝弹性体的自振特性确定有缝弹性体的自振特性等问题上,有必要从…     

复杂层状岩基上重力坝极限抗震能力评估方法初探

针对复杂层状岩基上典型工程的特点,从结构系统功能的潜在失效模式出发,利用数值仿真分析方法,结合基于功能的地震破坏等级评价模型、基于断裂力学的坝体开裂行为分析模型和基于变形体突变的系统极限承载力分析评价模型,建议从坝体混凝土损伤破坏等级、开裂破坏模式、坝基岩体极限承载能力和系统稳定性突变等方面综合评价大型重力坝的极限抗震能力.实例分析结果表明,阿海重力坝溢流坝段极限抗震能力为0.550g～0.600g.基于数值试验的极限抗震能力综合评估方法,可以全面考虑各种关键性能对极限抗震能力的影响,避免了单一收敛性或系统突变评价准则的缺陷,在一定程度上弥补了振动台模型试验的不足.     

基于FLAC3D对爆破振动下某土坝的安全振速预测

在大量现场爆破振动监测的基础上,对速度信号进行分析,近似得到了坝体的黏滞阻尼比,基于坝体动力响应特征通过FLAC3D建立了某土石坝的2维模型。基于土体力学参数计算简化得到了坝基瑞利波分布函数,确定了使坝体发生最大响应的振动信号主频为2。00Hz,通过加大最不利地震波振幅,计算得到使坝体破坏的速度阈值为16cm/s,以此阈值作为土坝安全振速,可有效保证坝体的结构安全。      

土坝和混凝土坝接头抗震性能的估计

本文依据实验中所观察到的现象．建议用四个指标估计混凝土坝和土坝接头的抗 震性能．第一．用混凝土坝和土坝心墙接触面的动静压力比估计防渗体的松脱程度； 第二，用有、无接头时土坝坝面初始开裂的振动历时之比及心墙最大地震应力比估计 接头对土坝地震反应的影响：第三，用土坝作用在混凝土坝上的地震荷载．估计土坝 对混凝土坝稳定性的影响。文中还建议了估计这些指标的方法。     

地基特性对土石坝地震反应的影响

将土石坝和地基均简化为一维剪切体系，考虑剪切模量沿坝高的变化特性以及地 基幅射阻尼的影响，应用主附结构体系相互作用的分析方法，提出了计算地基覆盖层对 土石坝地震反应影响的实用计算公式。实例计算结果表明，有覆盖层存在时坝上部三 分之一坝高范围内的地震反应一般均较刚基上有不同程度的放大，同时由于坝材料剪 切模量随深度的不均匀变化影响，坝顶部的动力反应系数进一步增大。     

横泉水库大坝渗流及稳定设计

以横泉水库大坝为例,运用有限元法对碾压均质土坝的渗流进行分析计算,同时运用简化Bishop法对碾压均质土坝的坝体稳定进行分析计算,为其他土坝的渗流及稳定安全分析提供了可供借鉴的资料。     

临河基坑有限成层土体主动土压力计算

为探究临河基坑有限成层土体主动土压力的大小,以开挖基坑与河流之间的有限土体为研究对象,通过研究有限土体滑裂面的不同情况,得出了不同情形下的主动土压力表达式。通过算例分析,验证了公式的准确性。结果表明：均布荷载并不会对有限成层土体主动土压力的变化趋势产生影响,改变的只是数量的大小;开挖基坑临河距离对于较浅的开挖基坑影响较小,而随着基坑深度的增加,不同临河距离对应的有限土体主动土压力合力之间的差距逐渐加大,但最终趋于稳定;分层土条件下的主动土压力合力与嵌固深度呈正比例关系,同增同减。同时,随着基坑开挖深度的增加,嵌固深度对于主动土压力合力的影响也越来越显著,在开挖基坑较浅时,嵌固深度对于主动土压力合力的影响相对较小。     

太白水库大坝渗流研究

首先介绍了湖北省太白水库大坝的当前现状，接着根据该水库的地质勘探资料，分析了水库的地质状况，利用有限元进行计算，分析了大坝存在的渗漏和渗透变形问题，并提出了除险加固的措施，经过计算分析说明：所提出的措施是合理可靠的，所得出的结论可为同类土坝的安全鉴定、加固提供借鉴．     

底缝对拱坝工作性态的影响

结合一试验拱坝数值方法研究了底缝对拱坝的非线性影响,坝体、坝基和接缝均考虑了材料的弹塑性,坝体,地基处理用Ｄｒｕｃｋｅｒ－Ｐｒａｇｅｒ准则模拟,接缝材料用Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ准则模拟,模拟了接缝的滑移、开裂等非线性行为,计算结果和试验值一致性较好。     

较高土石坝膜防渗结构设计方法探讨

根据不同防渗体位置的土石坝受荷位移规律与土工膜受力变形特点,分析了坝内土工膜的变形机理,并以四川瀑布沟186 m的心墙堆石坝为例,提出了土工膜与土心墙联合防渗的思路及设计原则.分析表明:坝内绝大部分区域的土工膜能够承受坝体位移引起的变形,但在刚性锚固部位,由于“夹具效应”,土工膜可能会产生局部过大变形而发生破坏;对于高水头土石坝,土工膜尤其适用于存在缺陷的黏性土料心墙的联合防渗;四川瀑布沟186 m的心墙堆石坝,如果采用土工膜与土心墙联合防渗设计方案,则不仅可以提高防渗安全的可靠性,而且与原设计方案相比,技术上更先进,经济上更合理.