高心墙堆石坝施工填筑单元划分优化

针对高心墙堆石坝施工填筑单元能否实现科学合理的划分问题,通过对高心墙堆石坝施工特性进行分析,综合考虑各施工环节之间的逻辑关系和各种复杂施工约束条件的影响,建立了高心墙堆石坝施工填筑单元划分优化数学模型,提出了基于数学解析法和施工仿真技术的两种方法对优化模型进行求解,并结合实际工程开展了实例研究.结果表明,所提出的理论方法能够对高心墙堆石坝施工填筑单元的划分进行有效的分析,实现了单元划分方案的优化,为高心墙堆石坝施工组织设计和工程管理决策提供了新的有效途径.     

心墙堆石坝仓面施工进度动态控制

联合仓面施工进度仿真模型和仓面施工质量实时监控模型,综合考虑施工现场各项影响因素,提出了心墙堆石坝仓面施工进度动态控制模型,通过对仓面施工方案的优化以及对施工过程的施工进度偏差实时分析和反馈,从而实现仓面施工进度的事前、事中控制。将该施工进度动态控制模型应用到某心墙堆石坝,通过对心墙区某仓面进行多方案优化仿真分析,给出仓面施工事前控制推荐优化方案;当实际施工进度滞后时,仓面施工仿真模型根据当前仓面施工面貌进行动态更新并仿真,给出仓面施工事中控制推荐优化方案,从而保障仓面施工进度。应用结果表明,实际施工方案与仿真推荐方案一致,且二者仅相差23 min,实现了仓面施工进度的有效控制。该反馈模型能够及时给出合理的优化施工方案,从而实现对现场施工进度偏差的有效控制,为心墙堆石坝填筑进度提供保障。     

堆石坝沥青混凝土心墙与防渗墙接头型式研究

运用非线性有限单元法，对深厚覆盖层上沥青混凝土心墙堆石坝进行了数学模型分析.针对防渗体中沥青混凝土心墙与地基混凝土防渗墙的连接方式，深入研究了多种可能接头型式的应力应变和工作性态，提出较合理的沥青混凝土心墙与混凝土防渗墙接头型式.     

基于CATIA的心墙堆石坝施工动态仿真

目前堆石坝施工动态仿真研究多是基于施工仿真结果构建三维可视化系统,然而系统中三维模型不易被修改,且提供的施工信息量有限,针对此问题,本文提出了以CATIA为基础的堆石坝施工动态仿真构架.首先,采用参数化技术建立堆石坝三维模型,实现了三维模型的快速修改更新;同时,利用CATIA的二次开发功能建立了具有扩展属性的堆石坝三维模型,这不仅提供了施工场景,还提供了大坝的形体参数、道路节点信息等施工信息;最后,以实际工程为例,结合离散事件仿真方法,建立了基于CATIA的心墙堆石坝施工仿真模型及系统平台,实现了堆石坝施工过程的三维动态表达及4D模型的远程交互,可为堆石坝施工管理提供重要理论与技术支持.     

高寒地区沥青混凝土心墙坝有限元数值分析

为优化设计和指导施工,基于邓肯张E—B非线性弹性本构模型,采用三维非线性有限元法建立坐落于青藏高寒地区的某沥青混凝土心墙堆石坝的实际地质地形模型,研究分析竣工期和正常蓄水位期,坝体堆石体与沥青混凝土心墙的应力变形特性,讨论温度变化对沥青混凝土心墙工作性能的影响。结果表明:两种工况下,大坝堆石体位移等值线的分布规律基本相似,蓄水期上游堆石体受水浮力的作用位移相对于施工期有减小的趋势,而下游堆石体位移则有增大的趋势;堆石体应力分布规律也比较规则,从坝基至坝顶呈现出逐渐增大的趋势,基本全受压;寒区温度变化对本工程沥青混凝土心墙的工作性能影响较小。研究成果为相关工程的设计、施工及稳定安全运行提供参考。     

考虑仓面实时监控厚度影响的堆石坝仓面施工仿真

传统大坝施工仿真将仓面碾压施工简化为单一的、确定的过程,主要通过调整机械配置以达到较为理想的施工进度.然而实际施工过程受到多种因素影响,例如碾压机的行驶状态和铺料、压实厚度等参数,均难以用设计阶段的施工参数进行仿真过程描述.基于此,本文提出了考虑仓面实时监控厚度影响的堆石坝仓面施工仿真方法.首先,对仓面实时监控获取的碾压机施工参数和仓面铺料厚度进行分析,获得其参数分布规律,作为仿真施工参数,并结合离散时间仿真方法和改进的Monte Carlo随机抽样方法建立了心墙堆石坝仓面施工仿真模型;其次,建立了碾压参数与压实厚度之间的数学关系,并根据仿真中仓面模拟的铺料厚度和碾压情况得出仿真中仓面的压实厚度;最后,建立基于仓面厚度影响的堆石坝仓面施工仿真的数学模型,并以中国西南某在建心墙堆石坝为例,进行施工仿真.仿真结果表明,本方法与实际施工进度偏差为3.59%,,与传统施工仿真偏差为7.90%,,二者相比,本方法能够更加真实地反映现场实际施工进度,通过对比分析,不考虑仓面厚度会对施工进度造成4.90%,的影响,因此仓面厚度对施工进度造成的影响不可忽视.本文提出的优化仿真模型能够为现场施工进度分析、工程决策和施工管理提供技术支持.     

新型混凝土-堆石混合坝的基本力学特性

吸收堆石坝和混凝土重力坝的优点并克服其缺点,提出了一种新型的混凝土-堆石混合坝技术,该坝型的特点是：坝体由上游带支墩的混凝土墙和下游堆石体组合而成,支墩设在混凝土墙后并以一定距离分布,混凝土墙和堆石体之间设置垫层和过渡层。以某心墙堆石坝工程为对象建立了混合坝数值模型,分析混合坝在竣工和蓄水工况下的坝体应力和变形特征,并与原心墙堆石坝工程性状进行对比分析。研究表明：混凝土墙后土压力呈非线性分布;混凝土墙受力以压弯为主,最大拉应力出现在墙踵处;支墩受力以弯剪为主,最大拉应力出现在支墩与混凝土墙连接处;堆石体整体应力水平比心墙堆石坝降低,安全性有较大幅度提高。技术经济分析比较表明,与心墙堆石坝相比,混合坝具有安全稳定、保护环境、节约材料等优点。     

沥青混凝土心墙连续多层碾压施工与质量控制

高温环境下心墙沥青混凝土连续多层摊铺碾压时,基层沥青混凝土降温缓慢,严重影响施工连续性。为论证心墙连续多层碾压施工的可行性,结合乔拉布拉水库沥青混凝土心墙施工现场碾压试验,研究了心墙连续摊铺碾压后的密实度和侧胀变形规律。结果表明：基层沥青混凝土温度降至100℃时,连续摊铺碾压的沥青混凝土孔隙率可控制在3%以内;心墙连续摊铺碾压表现出一定的侧胀变形,基层沥青混凝土温度越高,上层碾压时对基层沥青混凝土再压缩产生的二次侧胀越明显,将基层沥青混凝土温度控制在100℃以下,连续三层摊铺碾压侧胀率并无明显增大。     

心墙堆石坝4D施工信息模型及应用

为实现质量、进度、成本等多源施工信息动态可视化集成、满足堆石坝施工全过程直观动态分析的需要,在分析了心墙堆石坝施工信息多源特性的基础上,提出了堆石坝4D施工信息模型(3D几何模型+时间+多源施工信息)定义、构架,研究了堆石坝4D施工信息模型的实现方法,包括心墙堆石坝三维可视化建模方法、多源施工信息集成方法、堆石坝施工过程4D可视化分析方法等。实际工程应用表明,基于3DGIS平台能实现堆石坝多源施工信息集成与交互式查询分析及施工过程4D可视化分析,可为堆石坝现场施工控制与管理提供重要理论与技术支持。     

冶勒堆石坝沥青混凝土心墙型式及尺寸研究

对拟建在深厚覆盖层上的冶勒沥青混凝土心墙堆石坝进行了非线性有限元分析,研究了折线形与直线形心墙型式及直线形心墙型式不同底部尺寸对防渗体系应力状态和工作性态的影响。结果表明：直线形心墙由蓄水引起的坝体垂直位移变化大于折线形心墙,相应蓄水后心墙与基础接触面上的法向应力也稍大,从接触面防渗及施工方便的角度考虑,以采用直线形心墙为宜;直线形心墙底部宽度在０．９￣１．２ｍ之间变化时,心墙、防渗墙及两者结合部     

沥青混凝土心墙坝心墙与基座模型抗震试验研究

沥青混凝土心墙坝心墙与基座的连接型式对坝体防渗性能有着重要影响.针对沥青混凝土心墙坝心墙与基座的两种不同接头型式(弧形和水平接头),精心设计了其他条件均相同的振动台模型类比试验,利用高速高清相机记录整个振动过程,采用PIV图像分析方法研究两种接头型式心墙与基座间的错动、心墙的倾斜以及接头处防渗性能的差别.采用动力有限元法对物理模型进行数值模拟,并与物理模型试验结果进行印证.结果表明:弧形接头沥青玛蹄脂层的错动比水平接头的小,而心墙倾斜度比水平接头的稍大;随着沥青玛蹄脂层厚度的增加和心墙两侧压力差的增加,错动和倾斜逐渐增大.数值模拟分析与物理模型试验结果定性上一致.     

土石坝心墙沥青混凝土三轴蠕变试验研究

沥青混凝土作为粘弹性材料，在外力作用下将产生很大的蠕变．土石坝沥青混凝土心墙在自重或外力作用下也将产生较大的蠕变，这将直接影响沥青混凝土心墙的受力形式与内应力的大小．基于三轴蠕变试验，对三峡工程茅坪溪土石坝心墙沥青混凝土材料的蠕变特性进行了研究、试验结果表明，用本文的三轴蠕变试验方法进行的试验，可较好的反映心墙工作状态下真实的蠕变状态．另外，用粘弹性的Burgers模型来描述该心墙沥青混凝土材料的蠕变特性，试验曲线和理论曲线能够很好的吻合．     

300m级弧形直心墙超高堆石坝应力变形分析

对某300m级超高直心墙堆石坝及作为比较方案的弧形直心墙堆石坝进行了三维有限元应力变形计算.对2种坝型在蓄水期心墙的应力、变形进行了比较分析,结果表明:蓄水期,弧形心墙堆石坝比直心墙堆石坝的水平位移和沉降略小;弧形心墙坝的心墙拱效应较弱,其抗水力劈裂能力优于直心墙堆石坝;弧形心墙堆石坝坝肩处的应力水平小于直心墙堆石坝的...     

深覆盖层上沥青混凝土心墙堆石坝动力分析

利用三维非线性动力有限元方法及笔者编制的三维动力程序，对深覆盖层上沥青混凝土心墙堆石坝的动力特性进行了详细分析，笔者将Ｒ．Ｗ．克拉夫提出的关于混凝土坝的处理方法移植到堆石坝动力分析中，从而可利用地面波求解覆盖层上堆石坝的动力结构问题。通过实例计算和分析，表明覆盖层的分布对其上堆石坝的地震响应影响较大。     

水利工程中碾压式沥青混凝土防渗施工技术

在水利工程建设中,渗流的防护往往是工程中考虑的重点。我国在防渗工程中多采用沥青混凝土心墙技术。文章主要从碾压式沥青混凝土心墙的有关施工技术进行分析研究。     

沥青混凝土心墙坝三维有限元静动力分析

针对沥青混凝土心墙均质坝,运用非线性三维有限元法进行静动力分析.对大坝填筑与蓄水阶段分别进行模拟,并计算了沥青混凝土心墙坝动力响应,分析了坝高、动剪切模量、地震峰值加速度及地震波对心墙最大动剪应变的影响,总结了心墙应力与变形、动剪应变分布规律.结果表明:静力状态下,尤其是满蓄期,应重点关注心墙坝肩处、顶部和底部区域,且高心墙处于更不利的应力与变形状态.地震作用下,动剪应变最大值发生在河谷中央心墙顶部区域,但动剪应变幅值较小,一般不超过0.5%.     

覆盖层厚度对浇筑式沥青混凝土心墙坝动力性能的影响

针对某浇筑式沥青混凝土心墙堆石坝进行动力有限元分析,研究了覆盖层厚度对心墙坝动力计算结果的影响规律.结果表明,随着覆盖层厚度的增加,坝顶竖向、坝轴向和顺河向最大绝对加速度均表现为减小趋势;在覆盖层厚度为20 m时,坝顶顺河向绝对加速度为5.82 m/s~2;当覆盖层增加到60 m和100 m,坝顶绝对加速度分别减小到5.14 m/s~2和4.83 m/s~2.覆盖层厚度的增加,坝体的竖向、坝轴向和顺河向的最大动位移均呈逐渐增大趋势;在覆盖层厚度为20、60、100 m时,坝体顺河向最大位移分别为6.48、9.65、15.54 cm.增加覆盖层厚度对浇筑式沥青心墙的主拉、压应力的影响较小;在确定覆盖层厚度情况下,随着沥青心墙高度的增加,心墙的主拉、压应力逐渐减小.     

心墙沥青混凝土压实PFC模拟细观参数反演

为了从细观角度研究沥青混凝土心墙坝料的压实机理,构建了包含粗骨料、沥青砂浆和空隙三相的离散元模型;基于支持向量机模型(SVM)和自适应差分算法(ADE)给出了沥青混凝土心墙颗粒流PFC模型细观参数的反演方法;通过不同温度、不同压力下的多组室内静压试验,对前述建立模型与方法进行了验证。结果表明:基于SVM建立的回归模型可以较好地反映输入样本(待反演参数)与输出样本(模拟沉降量)的对应关系;采用反演的细观参数进行PFC模拟沉降量,其结果与物理试验沉降量匹配较好。反演所得细观参数可为进一步研究沥青混凝土心墙压实质量细观机理提供条件。     

观音岩水电站混合坝插入式接头的抗震性能

观音岩水电站混合坝插入式接头高度达71,m,是大坝结构的薄弱环节,接头的动静安全直接关系到工程全局.以薄层单元模拟插入式接头中堆石坝心墙与混凝土的接触面,堆石和心墙料采用Hardin非线性动力本构模型,在三维非线性静力分析基础上,基于时程法对大坝连接坝段进行了地震动力分析,揭示了在地震过程中接头部位接触面的开合变形性态、剪切破坏及地震永久变形情况.三维非线性仿真分析的结果表明:在设防烈度地震作用下,土质防渗体与混凝土坝接触面仅在靠近顶部和两侧部位发生一定张开,张开度较小,张开持续时间短,接触面并未形成贯通的张开面;接触面剪切破坏范围较小,顶部具有一定程度的永久变形.综合来看,插入式接头的抗震安全性是有保障的.     

水利工程碾压式沥青混凝土心墙低温施工技术研究

开展碾压式沥青混凝土心墙的室内和室外试验,试验结果表明,碾压式沥青混凝土心墙低温施工技术存在一定的可行性,并在此基础上结合实际水利工程,针对性地提出了相应的施工控制措施,可为类似工程项目的施工提供参考。