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.     

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.     

防渗土工膜缺陷探测方法述评

针对土工膜防渗工程在各个阶段不可避免的土工膜缺陷问题,在阅读整理国内外相关文献的基础上,介绍适用于不同阶段的土工膜缺陷探测(含质量检测和渗漏监测)方法,重点对各类电学探测方法的优缺点及适用范围进行阐述评价。最后,归纳总结各种缺陷探测方法的适用性,提出若干土工膜缺陷处理技术建议。总结表明:电学法与其他探测方法相比,具有适用性强和精度高等优势,是未来进一步重点发展的土工膜缺陷探测主流方法;电学法若与缺陷处理技术相结合,可形成一套有效的土工膜缺陷预防和处理措施,以提高土工膜防渗体系的完整性。     

防渗土工膜的缺陷特性与缺陷渗漏研究进展

详细阐述土工膜用于防渗工程时出现缺陷的形式与测试方法、缺陷分析理论与计算模型、缺陷预防原则与措施、垫层属性与接触渗流、不同接触和垫层条件下的缺陷渗漏量、缺陷渗漏影响因素等方面的国内外研究现状,对现有的研究成果进行分析、归纳、总结和评价。总结表明,由于土工膜缺陷问题的复杂性和不确定性,现有研究以试验研究为主,辅以一定的理论分析和数值模拟,各方法和理论得到的成果存在一定的差异性。为此,建议了与土工膜缺陷相关的可进一步研究的若干重点问题,促使设计和研究人员对土工膜缺陷问题尽早得以较为全面的认识和有效的控制。     

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.     

地下厂房防渗排水系统渗流特性的有限元分析

在求解无压渗流场结点虚流量法的基础上,结合可精细模拟密集排水孔复杂渗流水力行为的改进排水子结构技术,对某地下厂房厂区洞室群围岩区三维渗流场进行了有限元求解分析,着重研究了防渗排水系统中的帷幕和排水幕的渗流特性.研究表明,排水幕在排水通畅的前提下具有强大的排水能力,其排水孔间距在一定范围内变化对渗流场水头分布影响不明显.因此,可适当加大排水孔间距,以减少工程投资.     

抗滑结构对渠坡增稳效应的有限元分析

采用有限元强度折减法,对南水北调工程某渠坡在仅考虑重力荷载作用下进行了三维有限元稳定性计算,讨论了衬砌、抗滑桩等抗滑措施对渠坡的增稳效果,对渠坡稳定计算中抗滑结构与土体之间有无接触进行了对比分析.结果表明:衬砌明显提高了渠坡的抗滑稳定性,而抗滑桩的增稳效果不明显,原因在于抗滑桩并没有阻断塑性贯通区;抗滑结构与土体土之间考虑接触后,渠坡稳定安全系数明显降低,塑性贯通区表现出明显的变化,接触分析可以较为真实地反映抗滑结构和周围土体之间的接触效应.     

持续强降雨引发水位耦合变化条件下堤防渗流及稳定性分析

针对江、河、湖泊土质堤防工程在持续强降雨下会导致堤前水位显著变化而可能引发堤防安全隐患,采用水-气二相非饱和渗流模型对堤防进行降雨入渗和堤前水位变化耦合条件下的饱和-非饱和渗流分析。分别开展降雨入渗、堤前水位上升及持续强降雨耦合堤前水位上升过程的非稳定渗流有限元仿真分析。在此基础上对堤坡进行抗滑稳定分析,同时考察堤前水位变化及降雨过程中气相和基质吸力对堤坡稳定性的影响。计算结果表明:与单纯的降雨和水位上升相比,降雨耦合堤前水位上升会使堤身渗流及堤坡抗滑稳定性呈现较复杂的变化特性;考虑气相和基质吸力在一定程度上对堤坡稳定分析结果有利。     

考虑土工膜缺陷的石渣坝三维渗流特性分析

以某中型水库覆盖层上土工膜防渗石渣坝为例,重点考虑坝面土工膜缺陷不同的类型、大小及其分布等不利因素,采用有限元法对大坝及地基开展三维渗流场数值模拟,并根据大坝水头分布、渗流量和渗透坡降计算成果,对大坝防渗安全性进行分析评价。结果表明：坝面土工膜缺陷主要影响坝体部分渗流场,局部抬高了浸润线,对坝基及两岸影响小;流经坝体部分的渗流量有大幅提升;缺陷附近膜后垫层发挥了防渗作用,局部渗透坡降增加明显。总体上,该大坝渗控安全能够满足正常运行要求。     

堆石坝混凝土面板施工期裂缝成因及预防方法

针对堆石坝混凝土面板施工期普遍存在开裂的问题，在前人以温度应力为主要研究对象的基础上，考虑了干缩应力，编制了温湿耦合程序并进行验证.从混凝土面板长度，面板两侧横缝约束强度，环境相对湿度和保温保湿措施方面对某堆石坝混凝土面板进行了温度应力、干缩应力以及温湿耦合应力仿真计算，并对计算结果的温度、湿度、应力进行了综合的对比与分析.结果表明，当环境相对湿度为0.3,温湿耦合应力最大值是温度应力最大值的近2.46倍.当环境相对湿度为0.6,相对湿度下降相同的幅度5%,第60天拆模拉应力涨幅为第5天拆模拉应力涨幅的近2.28倍.此外，横缝约束作用将导致面板最大拉应力最大涨幅约为75%.解释了该堆石坝混凝土面板施工期裂缝成因，得出了“半定量”的关系，并提出相关的预防方法，可为类似工程提供参考.