冰冻帷幕对高拱坝工作状态的影响

采用三维有限单元法对奥地利Ｋｏｌｎｂｒｅｉｎ拱坝用冰冻法处理坝踵开裂区及渗帷幕后再蓄水时的工作性态进行了研究。研究认为，当坝体及地基为线弹性材料，计及库水压力，拱坝自重和冰冻温度荷载，得出了人工冻结是该坝处理后再次蓄水时坝踵又发生新开裂的诱导因素的结论。     

二滩拱坝极限承载力分析

作为小湾拱坝的坝踵开裂及极限承载力研究的一部分,采用有限元方法对二滩拱坝进行了极限承载力分析。首先模拟正常蓄水运行情况,计算的大坝拱冠梁顶点位移与大坝实测位移基本吻合,计算采用的模型和参数是合理的。在此基础上,对二滩拱坝进行了水压超载计算,分析了二滩拱坝正常蓄水阶段的运行状态及极限承载力。分析结果表明:二滩拱坝在正常蓄水工作条件下是安全的,且帷幕的安全裕度有充分保障。     

防止高拱坝坝踵开裂和屈服的工程措施研究

对防止高拱坝坝踵开裂和屈服的两种常用工程措施周边缝和底缝进行研究．研究中坝体混凝土、缝和坝基材料采用不同的非线性材料模型．结合292m高的小湾拱坝对设缝前后的坝体位移场、应力场、开裂区和屈服区进行分析研究,重点讨论设缝对坝体屈服和开裂的影响．对小湾拱坝的研究结果表明：(a)未设缝时,在坝基附近的垫座内出现较大范围的开裂和屈服;设置周边缝时,垫座内的开裂和屈服明显减少;设置底缝时,坝踵附近的开裂和屈服明显减少,但在设缝两侧,尤其是两侧缝端附近,垫座内的屈服现象比无缝情况时更严重．(b)小湾拱坝设周边缝的效果要优于设底缝,设缝范围可限制在缝面开裂的范围内．     

含横缝碾压混凝土拱坝的变形和应力重分布

研究含横缝碾压混凝土拱坝工作状态。含横缝碾压混凝土拱坝未灌浆前若出现洪水强迫蓄水，横缝或诱导缝在施工末期（汛前）灌浆，由于蓄水后坝体进一步降温重新拉开灌浆缝都会破坏拱坝整体性。当缝宽不大时（＜０．５ｍｍ），在水压自重作用下梁向变位加大，可将部分拱重新压紧，形成应力重新分布。作者用体积向量提高简化计算中缝的变形场精度。坝踵水平裂缝出现后，拱作用逐渐加大，梁向大变位和接触形成新拱可使水平裂缝停止扩展。     

高拱坝上游坝踵裂缝稳定性及其扩展

以一个双曲拱坝为实例 ,用三维断裂分析边界元法和最小应变能密度因子理论研究了高拱坝上游坝踵裂缝稳定性及扩展的情况。结果表明 :缝的稳定性与初始裂缝的出现高程有关 ;水力劈裂是造成初始裂缝扩展的主要原因 ;地基刚度将影响对裂缝稳定性的判断 ;当裂缝达到一定深度后 ,裂缝将显著削弱拱坝的受力截面。验证了在基本荷载组合下 ,拱坝坝踵裂缝的稳定性 ,并计算了在极端不利条件下 ,拱坝坝踵裂缝可能扩展的轨迹     

兰溪桥重力坝加高后关键部位的应力特性

重力坝加高后会带来坝踵应力恶化、新老坝体结合面开裂及新混凝土表面裂缝等问题.针对兰溪桥重力坝加高工程自身特点,运用三维有限元方法,对加高后的温度、应力进行了精细化仿真计算分析.计算结果表明,加高后坝踵应力并未恶化;水库蓄水时,在坝体上游面短期内会产生较大拉应力;新老坝体结合面应力主要是法向正应力和沿坝坡方向的切应力;新浇坝体在采取适当温控措施后可以满足防裂要求.综合各方面考虑,兰溪桥重力坝常态混凝土加高方案是可行的.     

碾压混凝土拱坝蓄水期温度场及温度应力计算

蓄水期是大坝运行的一个特殊阶段，该阶段的温度场和应力场不同于施工期，也不同于正常运行期，计算相对比较复杂.在实际工程中，蓄水阶段是坝体开裂的敏感阶段，且国内有一些碾压混凝土坝就是在蓄水期开裂.本文就碾压混凝土拱坝蓄水期的温度场和应力场分析计算的原理和方法进行了讨论.     

拱坝的失效模式与可靠度

本文研究拱坝的失效模式与可靠度．针对某拱坝，首先完成随机变量的统计量，然后，应用三维随机有限元法，在算出该坝的点可靠度的基础上，探讨了坝体与坝基联合作用下，开裂的可能性，并得出开裂深度与可靠度的关系．通过建立在条件概率基础上的体系可靠度公式，找出拱坝的最大可能失效模式与相应的可靠度．     

谷幅收缩对高拱坝变形及应力状态的影响

溪洛渡拱坝蓄水初期出现了较为明显的谷幅收缩现象,且量值远超同类工程,有必要开展谷幅收缩变形对拱坝变形及应力状态的影响研究。针对坝体已经历的三次完整蓄水-消落过程,对各条测线谷幅变形进行函数拟合,在此基础上,计算了各个蓄水-消落周期下,正常蓄水、死水位工况下坝体变位和坝体应力,对比分析了考虑谷幅收缩变形对大坝位移、应力及分布规律的影响。结果表明,正常蓄水工况下,在变形方面,一定幅度的谷幅变形引起坝体向上游变形趋势,可以部分抵消水沙压力造成的坝体向下游变形作用,使大坝变形减小;在应力方面,一定幅度的谷幅收缩会大大降低上游坝面坝踵拉应力和下游面坝体压应力,改善大坝受力状态。死水位时,随着谷幅收缩的加大,上游面主压应力持续增加,下游坝面主压应力先减小后增大,并在下游面将产生一定拉应力。研究表明,当前谷幅变形作用下,大坝具有较大的安全裕度。在预测极限谷幅状态下(VDL04测线谷幅收缩70.04 mm),溪洛渡高拱坝应力应变处于安全状态。     

谷幅收缩对高拱坝变形及应力状态的影响分析

溪洛渡拱坝蓄水初期出现了较为明显的谷幅收缩现象,且量值远超同类工程,有必要开展谷幅收缩变形对拱坝变形及应力状态的影响研究。针对坝体已经历的三次完整蓄水-消落过程,对各条测线谷幅变形进行函数拟合,在此基础上,计算了各个蓄水-消落周期下,正常蓄水、死水位工况下坝体变位和坝体应力,对比分析了考虑谷幅收缩变形对大坝位移、应力及分布规律的影响。结果表明,正常蓄水工况下,在变形方面,一定幅度的谷幅变形引起坝体向上游变形趋势,可以部分抵消水沙压力造成的坝体向下游变形作用,使大坝变形减小;在应力方面,一定幅度的谷幅收缩会大大降低上游坝面坝踵拉应力和下游面坝体压应力,改善大坝受力状态。死水位时,随着谷幅收缩的加大,上游面主压应力持续增加,下游坝面主压应力先减小后增大,并在下游面将产生一定拉应力。研究表明,当前谷幅变形作用下,大坝具有较大的安全裕度。在预测极限谷幅状态下(VDL04测线谷幅收缩70.04 mm),溪洛渡高拱坝应力应变处于安全状态。     

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。     

二维浅水水流的一种新型三角形网格FVM计算格式

将三角形网格良好的边界拟合性能与有限体积法守恒性质好、求解速度快的优点相结合，构造了适用于三角形网格的有限体积计算模式，模式以交替方向隐式(ADI)求解．采用长江三峡工程河段水流资料对模型进行验证计算，将实测值与计算值作了对比，结果令人满意．     

盘道水库3^#坝段坝基扬压力性状分析

根据盘道大坝3^#坝段观测资料对其坝基扬压力进行分析,并结合该坝段实际情况建立了扬压力数学统计模型。分析表明,帷幕前扬压力与上游库水位有显著的正相关关系,并随库水位升降而升降,扬压力在帷幕后下降迅速且年变幅很小,说明深河槽坝段渗控措施是非常有效的;河床段坝基扬压力受水位、时效等因素的影响,其中上游库水位是影响扬压力的主要因素。     

土石坝透水地基的渗流控制方法

阐述了土石坝透水地基的渗流控制方法，具体措施有：设置截水槽；浇筑混凝土防渗墙或设灌浆帷幕；铺筑上游水平防渗铺盖。实践证明效果显著。     

基于有限元法的高混凝土坝温度场反馈分析模型探讨

高混凝土坝温度应力是导致坝体上游劈头裂缝以及内部贯穿裂缝的重要原因.如何依据实测资料正确反馈分析温度场,是计算大坝真实应力状态、全面评价大坝安全可靠度首要解决的问题.探讨了基于有限元法的温度场反馈分析模型,给出了边界条件、施工参数、材料参数等的确定方法;提出了两种推算实际库水温度变化的近似方法;指出反馈模型调整的关键问题在于通水冷却、坝踵附近边界条件及基岩温度;最后通过索风营重力坝对反馈分析模型进行了应用验证.     

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。     

基于扩展有限元的混凝土重力坝水力劈裂分析

利用扩展有限单元法在求解不连续问题上的独有优势,在裂纹面以水压力方式模拟水力劈裂荷载,以解决裂纹扩展时涉及裂纹面非线性和移动边界问题。针对某待建混凝土重力坝,通过ABAQUS软件建立黏聚力裂纹扩展模型模拟水力劈裂,采用上游超载静水压力模拟高水压作用,研究不同裂纹长度、角度及裂纹面水压力对裂纹扩展的影响。结果表明：在相同初始裂纹夹角和水压作用下,裂纹起裂方向与预置裂纹方向夹角值基本一致;预置裂纹与水平向夹角为45°时,裂纹扩展深度最浅;随着裂纹面水压力数值增大,坝踵预置裂纹逐渐向坝基底部扩展;随着坝体折断面预置裂纹长度的增加,预置裂纹尖端周围应力值逐步增大,坝顶和主裂纹最大张开位移也随之增大,最终形成一条主裂纹并不断地向下游坝基面进行扩展,结构承载能力逐渐降低。     

重力坝纵缝非连续接触地震反应分析

采用非线性动力时程分析方法,通过超载响应分析,初步研究了设纵缝重力坝的抗震能力.运用弥散裂缝模型模拟混凝土在强震下的开裂行为,采用基于罚函数法的接触模型模拟纵缝在动力荷载下的力学行为.对比不设纵缝的计算模型,结果表明纵缝改变了坝体应力分布,降低了坝体的抗震能力.通过对开裂比和抗滑安全系数的分析,判定该设纵缝重力坝段的极限抗震能力为0.6g.