土质心墙坝水力劈裂试验研究进展

综述了国内外关于土质心墙水力劈裂问题的典型试验及其研究成果,并进行了相应的分析和讨论.研究表明:试验研究在土质心墙水力劈裂研究方面具有不可替代的作用;许多研究者根据试验结果提出了土质心墙水力劈裂破坏的力学机理和相应的水力劈裂发生判断准则,但尚无一套有效的试验方法、手段能够对土质心墙水力劈裂的发生条件和破坏过程进行模拟;将土工离心模型试验技术应用于初次蓄水土质心墙坝的水力劈裂问题研究是可行的;可采用平面模型离心试验模拟坝体水力劈裂破坏断面,验证土质心墙水力劈裂的张拉破坏机理的合理性及其综合判断准则的有效性;心墙内外水压力的分布与变化,应力拱效应,以及应力诱导各向异性是土质心墙水力劈裂试验研究的主要内容,试验中应重点关注库水位上升过程中心墙上游面中上部的应力状态.研究结论也为今后的土质心墙水力劈裂问题的试验研究提供了有益的方向.     

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...     

沥青混凝土心墙风化料坝三维应力-变形分析

基于大型商业有限元软件ABAQUS,并利用ABAQUS平台提供的UMAT子程序接口开发了邓肯-张材料本构模型,研究轿子山水库沥青混凝土心墙风化料坝的应力-变形特性,为大坝设计的合理性以及工程施工后的安全性评价提供依据.有限元计算结果表明:坝体及心墙变形值基本合理,大坝的变形以及应力性态较好,心墙各高程处计算的垂直应力均大于该处的水压力强度,对防止产生水力劈裂和大坝蓄水后的安全运行是有保障的.     

土石坝心墙材料分区优化设计

针对某土石坝工程,考虑对心墙进行分区且各分区采用相同或不同掺砾量的砾质土,对土石坝进行了三维有限元应力应变计算,并对土石坝心墙的土料选用及心墙分区方案进行了优化设计研究.结果表明,土石坝心墙上部应力水平较低,对坝料变形指标和力学指标要求不高,可采用天然黏性土或掺砾较少的砾质土,而其下部采用掺砾量较高的宽级配砾质土,这样,既可以满足坝体应力变形要求,保证心墙抗水力劈裂性能,也可以节省工程造价.     

沥青混凝土水力劈裂及裂缝淤堵试验研究

高土质心墙水力劈裂问题,是目前世界普遍关注又亟待解决的关键问题之一,判断心墙在蓄水条件下是否发生水力劈裂,将直接关系到大坝的安全与稳定.本文就针对这一问题,对沥青混凝土试件采用具有不同结构效应的厚壁空心圆柱体试件和圆形平板试件分别进行了水力劈裂和裂缝淤堵试验,结果表明,试件都是在内外水压差和发生径向变形之后才会发生水力劈裂,并且一定比重的膨润土对堵缝有较好的效果.     

水平层理棱柱形灰岩抗压强度尺寸效应

为研究得到棱柱形含水平层理岩石试样与标准圆柱形岩石试样在单轴压缩试验下物理力学性质变化规律及破坏形态之差别,制备9组不同高径比棱柱形灰岩试样进行室内单轴压缩试验,并基于灰色理论GM(1,1)模型对试验数据进行拟合。研究表明:水平层理棱柱形岩石试样破坏过程与圆柱形岩石试样破坏过程基本相同但破坏形式存在差异;当高径比小于2∶1时抗压强度、弹性模量随高径比的减小而减小,泊松比、峰值应变随高径比的减小而增大,破坏形式从简单的对顶锥型劈裂发展到对顶锥型劈裂+沿层面拉裂破坏;相反高径比大于2∶1时抗压强度、峰值应变随高径比的增大而显著减小,而弹性模量、泊松比减小微弱且破坏形式主要为贯通试样的劈裂破坏;研究结果可为非标准形试样及岩石加筋材料工程试验抗压强度换算提供依据。     

高强高模PVA纤维增强混凝土宏观力学性能的试验研究

文章通过试验研究了在不同水灰比情况下,高强度和高弹性模量值的聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)纤维对卵石混凝土的立方体抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度及轴压应力-应变曲线等的影响。试验结果表明,PVA纤维的掺入会降低混凝土的抗压强度、弹性模量和泊松比,却能够显著提高混凝土的劈裂抗拉和抗折强度,同时混凝土的韧性和受压峰值应变也得到一定的提高。     

心墙坝坝坡稳定性对于邓肯E-B模型参数的敏感性研究

针对目前包括心墙坝在内的土石坝坝坡稳定敏感性研究存在的不足,从稳定和变形密切相关的角度出发,将对坝体变形较为敏感的模型参数考虑到稳定分析当中去,提出了一种新的研究思路.同时结合心墙坝工程实例,研究其上、下游坝壳及心墙土石料E-B模型参数对于坝体应力应变及坝坡稳定的敏感性.结果表明,不同部位、不同的模型参数对于坝体应力应变与坝坡稳定的敏感程度是不同的,对坝体应力应变较为敏感的模型参数对坝坡稳定同样具有较显著的敏感性.     

弯应力作用下混凝土结构水力劈裂试验研究

混凝土重力坝坝踵在运行期间易出现拉应力,是坝体的薄弱区域。为研究该区域的水力劈裂问题,采用四点弯曲弯矩+高水压的联合施载方式,模拟混凝土重力坝坝踵受拉状态下的水力劈裂破坏过程。基于不同弯矩与水压值组合,研究坝踵因施工应力出现初始裂缝情况下的水力劈裂问题。结果表明,裂缝发展过程中,混凝土试件的应变可分为线性段及指数段,当应变进入指数段时,试样临近破坏;较小的荷载增量即会打破稳态,促使裂缝失稳扩展;劈裂水压与拉应力存在叠加效应,若最值作用位置相同,裂缝尖端应力集中现象明显,易引起水力劈裂破坏,若作用位置不同,则受拉截面应变分布较均匀,较大限度地发挥了混凝土受拉截面的抗劈拉能力,减弱了水力劈裂作用。     

两河口心墙堆石坝应力变形及参数敏感性三维有限元分析

采用Duncan-Chang的E-ν非线性弹性模型对两河口心墙堆石坝进行了三维有限元应力变形计算,分析了堆石坝在填筑期及蓄水期的应力应变特性.在此基础上,研究了坝体下游次堆石分区范围变化及其部分模型参数变化、心墙底部高塑性土厚度变化及其部分参数变化对坝体应力变形、心墙拱效应和抗水力劈裂能力的影响,进一步认识了心墙堆石坝的应力应变特性.