考虑温度场的混凝土面板坝应力变形分析

以某混凝土面板堆石坝为例,进行应力场和温度场的耦合计算,分析坝体和面板的应力变形,以及坝体变形对面板的影响.结果显示:坝体的最大水平位移和最大沉降发生在坝体上游面中部;坝体最大主应力发生在坝体底部,且随季节温度升高而增大,坝体最小主应力发生在坝顶防浪墙,坝体内部无拉应力;面板最大拉应力发生在距坝底1/2处,位于正常运行期的库水位以下,混凝土性能易弱化导致面板损毁,所以面板开裂在此处发生的可能性最大.     

堆石混凝土高拱坝施工期温度应力仿真分析

为研究堆石混凝土高拱坝施工期温度场和应力场的分布特点,并探究堆石混凝土在高拱坝上的适用性,本文运用数值仿真及顺序耦合法,综合考虑堆石混凝土弹模变化、堆石混凝土入仓温度、环境气候变化等因素,对不同温控措施的堆石混凝土高拱坝进行施工期全过程仿真计算。对比分析不同温控措施下高拱坝施工期的温度场和应力场,结果表明：不同温控工况下,坝体温度场和应力场的分布规律基本一致,施工期温度应力与混凝土入仓温度相关,运行期坝体应力随环境气温变化;应力线性化后最大拉应力分别为1.68 MPa、1.60 MPa、1.48 MPa。因此,堆石混凝土运用于高拱坝时,在分缝浇筑的情况下,仅需采取简单温控措施即可满足温度防裂要求。     

高面板堆石坝面板脱空效应

针对面板堆石坝的脱空问题,以三板溪水电站面板堆石坝为工程背景,基于FLAC 3D软件的内嵌语言,二次开发模拟面板堆石坝填筑施工和蓄水过程模拟的计算程序。通过在面板和垫层之间设置接触面来模拟面板与垫层的脱空效应,进而深入研究面板在施工和运行阶段的脱空机理。研究成果表明,施工期面板脱空的主要原因源自坝体自重,蓄水期面板脱空的主控因素是蓄水引起的应力重分布以及堆石料流变变形。     

含灌浆横缝碾压混凝土拱坝仿真应力和双轴强度判别

由于施工过程逐层浇注混凝土，自重和温度荷载同时加载，都存在徐变效应。作者提 供了累计温度和自重的徐变应力计算方法和程序，结合碾压混凝土（ＲＣＣ）拱坝工程提供了施工 期仿真应力特点。用简化弹性应力计算施工末期坝体温度下降到运行期坝体稳定变温场受河 床及两岸基础和自身相对变形的约束应力，并和水压应力叠加取得运行期碾压混凝土拱坝仿 真应力，施工期和运行期仿真应力形成最终组合应力。文中提供的混凝土双轴强度判别为应用 仿真应力进行设计提供了条件，仿真计算为碾压混凝土拱坝设计和工程实践提供了可靠依据。     

大河水库混凝土面板堆石坝原型观测设计

大河水库混凝土面板堆石坝是广东省同类坝型最高的一座,介绍混凝土面板堆石、坝的坝体变形、面板内钢筋应力、渗流、温度等观测设计,并分析了施工期的观测资料.     

胶凝面板堆石坝离心模型试验研究

为了解胶凝面板堆石坝在竣工期和蓄水期的工作性态,采用离心模型试验方法对不同胶凝含量下坝体的应力变形进行试验研究,同时与非线形有限元法数值模拟计算进行对比分析.结果表明:随着坝体材料中胶凝含量的增加,坝体沉降和面板挠度在竣工期和蓄水期明显减小,改善了面板的受力条件,可保证防渗体系的正常工作;胶凝含量的增加,提高了坝体的抗剪强度和承载力,设计时坝坡可明显放陡,坝体断面显著缩小,大大节省了筑坝堆石料,并能保证大坝在应力变形和稳定性方面的安全可靠性;离心试验得到的竣工期和蓄水期的坝体应力、位移,面板法向位移与数值计算结果规律基本一致,可为胶凝面板堆石坝的设计提供参考.     

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.     

“高碾压混凝土拱坝应力应变全过程仿真计算研究”通过验收

位于四川省的 1 32 m的沙牌水电站是目前世界上最高的碾压混凝土拱坝 ,其应力应变全过程仿真计算研究由我校土木建筑学院完成 ,现已通过验收 .这项国家“九五”攻关子课题经过科研人员 3a的努力 ,建立了碾压混凝土的损伤破坏本构关系 ,对碾压混凝土的非线性徐变理论进行了研究 ,在此基础上编制了碾压混凝土应力应变全过程非线性有限元仿真分析程序 ,分析了沙牌碾压混凝土拱坝的分缝设置与材料特性对大坝施工期与运行期应力状态的影响 .利用仿真分析成果 ,选择了最优的分缝组合形式 ,得到了坝体及诱导缝在施工期及运行期的开裂部位和开裂时间…     

面板堆石坝三维耦合非线性数值计算

基于发展的堆石料的静动力耦合模型，提出一种可以在加载过程中每一时步进行外荷载和位移的平衡迭代的三维有限元分析方法，一次性完成堆石坝的施工、蓄水、地震等渐近加载过程的数值仿真模拟．应用该方法对公伯峡面板堆石坝进行全过程的数值计算，得到坝体最大沉降为98．7cm，面板峰值动拉应力为5．36MPa；进一步说明计算得到的坝体静动态响应更接近实际情况．     

一座200m级高面板坝的变形和应力计算研究

利用三维非线性有限元分析方法,结合一座拟建中233m高的面板堆石坝,对坝体的变形和应力进行了预测。计算整理了面板的应变,结合已建类似工程的实测资料,对面板进行了初步的防裂分析。研究结果表明：蓄水期面板的应变极值与坝高的相关性不明显,但面板分期施工将导致其变形和应力更为复杂,需对大坝填筑的施工顺序进行优化设计;若采用合理的材料分区,且计算坝体的变形不超过限值,则面板坝方案在技术上是成立的。     

水电站框格重力坝应力及稳定分析

为研究广西拉浪水电站扩建工程破坝开孔对坝体稳定性的影响,运用了规范规定的材料力学法并结合三维有限元软件,对4个施工步骤共7种工况下进水口及整个坝体应力及稳定性进行分析,结果表明:材料力学法计算的孔口底部截面最大压应力为0.67MPa,最小压应力为0.34MPa,坝基截面最大压应力为0.63MPa,最小压应力为0.06MPa,均满足《混凝土重力坝设计规范SL319-2005》中坝体上游面的垂直应力不出现拉应力且不大于混凝土允许压应力的要求。进水口以上坝体抗滑稳定安全系数K为1.24,K′为5.28,全坝体抗滑稳定安全系数K为1.10,K′为3.10,均大于《混凝土重力坝设计规范SL319-2005》规定的K为1.0与K′为2.5,满足抗滑稳定要求。在孔口周围、压力管上弯段及下弯段存在局部拉应力区,建议在局部拉应力区合理配筋。     

一种在覆盖层上建造拱坝新措施的可靠性分析

针对中国山区河道中小型拱坝在不开挖覆盖层下坝基渗透变形问题,以金盆电站拱坝为例,采用三道防渗墙联合高压旋喷灌浆的措施进行基础处理.运用Comsol Multiphysics数值模拟方法,对拱坝的坝体和底部防渗墙进行三维有限元应力研究.结果表明:在各种控制工况下,坝体及坝基防渗墙在上、下游面最大拉应力分别为0.6、0.55 MPa,最大压应力分别为5.0、7.0 MPa,应力分布均在合理范围0.8～8.0 MPa以内.将该措施下的大坝位移情况与观测数据分析对比,得出位移耦合模拟结果与实测数据坝顶测点LD1-LD2、坝底LD3-LD4二者的水平位移相对误差仅为(5.9％,8.0％)、(5.8％,6.0％);垂直位移相对误差仅为(5.9％,5.8％)、(6.3％,5.8％),各时段坝体变形数值大小均在允许误差10.0％以内,分布规律满足要求,在该措施下大坝处于安全可控.     

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.     

白鹤滩拱坝三维非线性有限元分析

采用三维非线性有限单元法对白鹤滩拱坝进行了3种荷载组合下的非线性分析。结果表明,在基本荷载组合一工况下,坝体上游面有最大主拉应力为6.04 MPa,发生在坝底550 m高程右拱端,下游面有最大主压应力为14.50 MPa,发生在620 m高程左拱端;坝体自重施加方式对坝体应力,尤其是上游面拉应力,有较大的影响;但在基本荷载组合一工况下,坝体自重按整体自重考虑,上游面最大主拉应力6.04 MPa,有限元等效最大主拉应力为3.15 MPa。     

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.     

堆石坝变形监控的统计、混合模型与反演分析

为探讨面板坝的运行性态，采用回归分析与反分析方法，对“七五”期间试验坝堆石体施工中及竣工后的实测位移资料进行分析，建立了统计模型与混合模型，研究结果表明，堆石坝的实测位移数据可以按自变量因子进行分离；施工期堆石体的蠕变不有忽略，其占相当比例；堆石材料本构关系中的参数的试验值与实测反演值有一定差别；对蓄水后的实测资料进行分析，建立预报方程，可实现大坝运行的监控和反馈。     

超高面板堆石坝监测信息管理与安全评价的理论及实践

超高面板堆石坝（CFRD）的监测信息管理与安全评价一直是工程界关注的热点问题,针对超高面板堆石坝的建设与运行现状,探讨了海量监测数据与复杂信息的管理方法,提出了针对监测信息的三维可视化分析方法．研究了采用统计模型、灰色理论模型、模糊理论模型和数据挖掘技术进行监测信息分析评价与预测预报的基本方法,在此基础上,研发了天生桥一级水电站大坝监测信息管理与安全评价系统．     

碾压混凝土拱坝坝体应力的简化计算

碾压混凝土坝受施工条件影响常在混凝土碾压层间出现结合面夹层（缺陷），影响坝体变形及内应力分布。混凝土夹层强度较低，形成结构破坏控制面。为了了解层状体的内应力分布，用位移等效原则把层状体结构转换为横观各向同性体进行位移和应力计算，根据结算的宏观位移场再进一步进行局部夹层应力计算，由此得到精度高，方法简单，工作量大大减少的碾压混凝土（成层）结构的应力简化的计算方法。研究还发现碾压混凝土结构（成层材料）存在边界局部应力集中效应，需另行采取结构改进措施。