水库土石坝设计关键技术研究

本文基于笔者多年从事水利工程设计的相关工作经验,以水库土石坝设计为研究对象,论文首先分析了土石坝的概况,分析了我国土石坝的险情,探讨了水库土石坝设计的相关关键技术,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有所裨益。     

爆破振动对高土石坝影响的数值分析

开挖爆破是山区常用的一种施工方法,爆破开挖常常会对周围的土石坝造成影响,因此有必要研究爆破震动波对既有土石坝的影响。本文结合工程实例,建立某高土石坝有限元模型,输入相似工程的爆破波进行分析,以探讨爆破震动对该高土石坝的影响,结果显示:位移从上至下呈依次减小趋势,位移最大值主要集中在坝顶;应力分布主要集中在主堆石区;速度时程曲线和加速度时程曲线从上至下逐渐减小,坝顶波动最为激烈且最大值对坝体安全性产生了威胁;本次模拟采用炸药用药量对该土石坝的安全性造成了威胁,建议减小用药量或增加爆破距离。     

纤维复合相变蓄热材料的固/液界面模拟及分析

按单元结构相似的理论设计了蓄热材料相变传热的物理模型,采用焓法理论和有限差分法建立了一种求解此物理模型传热特性的三维数学模型,利用软件计算结果研究了纤维复合相变材料凝固过程中固/液界面的移动规律及其放热特性,并用摄影法和测温法对纤维相变材料的凝固特性进行了实验论症,其结果与理论计算结合吻合,从而证明了本文所提出的数学模型的正确性,为实用的纤维复合相变材料蓄热器的设计提供了指导性的数学工具。     

水库土石坝防渗流及加固设计技术

土石坝的防渗加固设计,根据现代化的施工方法和所积累的设计与研究经验,可以对其做出经济、合理的设计,但是每座土石坝的实际情况都不同,因此,我们要为每一座土石坝的防渗加固采用各自适宜的处理方案,使之设计经济、合理。     

土石坝结构区间优化设计

用区间分析法研究土石坝的断面优化设计。根据土石坝的结构特点和工作条件,建立了合适的优化设计数学模型,探讨了区间优化设计的求解方法。实例计算表明：区间分析法能有效地解决土石坝结构的优化设计问题,能得到全局最优解,克服常规数学规划法计算往往只得到局部最优解的缺陷;收敛性好,计算量小,简便有效;得到的优化方案安全可靠,经济合理。     

土石坝安全监测软件系统设计与实现

述了在当前科学技术条件下,土石坝安全监测系统的发展趋势,确定了土石坝安全监测软件系统开发的基本原则,并对其进行了阐述和论证．设计了一种新的土石坝安全监测软件系统结构——总线型软件系统结构,并列出了软件开发中的关键技术．利用此软件系统结构和关键技术开发了一套土石坝安全监测系统。通过在工程实践中的应用发现总线型软件系统结构稳定性好,实用性和先进性并重,体现了当今土石坝安全监测软件的开发要求和趋势．     

土石坝边坡稳定性分析的应用研究

土石坝是指由土料、石料或混合料,经过抛填、碾压等方法堆筑而成的具有挡水功能的坝体建筑,随着现代科学技术的不断进步与发展,土石坝建设技术逐渐得到优化完善,在我国水利工程当中被广泛地推广与应用。由于土石坝对国民经济与安全具有明确的重要意义,所以,在实际建设当中,则需要结合现代化工程理念和技术,提高土石坝边坡的稳定性,切实发挥土石坝的真正价值,所以该文针对土石坝边坡稳定性进行分析,并提出分析结果在土石坝设计工作中的应用。     

土石坝广义模糊优化设计

将广义模糊优化设计理论引入土石坝的优化设计中，对设计变量的选取及约束条件中模糊性因素的隶属函数作了较为详细的研究，建立了土石坝断面广义模糊优化设计模型。采用满足度解法将广义模糊优化模型转化为确定性优化模型进行求解。结合某面板坝工程实例进行断面优化设计，考虑约束条件的广义模糊性，获得了满意的计算结果，通过初始方案与优化方案的分析比较，肯定了土石坝断面广义模型优化设计方案的经济性，合理性与安全可靠性。     

三种模型在浙江省土石坝填筑土土水特征曲线中适用性研究

土石坝是由饱和与非饱和渗流区组成的统一体,渗流问题是影响土石坝运行安全的关键因素之一.土水特征曲线(SWCC)是非饱和渗流数值模拟的重要基础.浙江省土石坝众多,对其填筑土持水性研究具有重要意义.确定一个合适的模型来描述填筑土的SWCC是研究的基础.通过压力板仪,对3种浙江省土石坝典型填筑土进行持水试验,选取VG、FX和MX模型对试验数据进行拟合,并对拟合结果进行分析.结果表明,VG模型并不适用于土石坝填筑土,FX和MK模型均取得了较好的效果,FX模型在适用性和普遍性上更好.     

粉煤灰水泥稳定碎石土基层的试验研究与应用

为揭示粉煤灰水泥稳定碎石土基层性能,提高其在道路工程中的高效应用,采用粉煤灰水泥稳定碎石土替代水泥稳定碎石作为路面基层材料用于宁东能源化工基地1号综合渣场土石坝坝顶施工。通过对8组不同配比下粉煤灰水泥稳定碎石土的无侧限抗压强度试验研究,得出粉煤灰水泥稳定碎石土强度可满足1号综合渣场土石坝坝顶路面基层强度要求;根据研究试验分析确定的配合比在渣场土石坝进行了基层试验段的铺设,采样测试粉煤灰水泥稳定碎石土基层的7d无侧限抗压强度为4.8MPa,满足强度设计要求,适用于道路基层铺装工程。为粉煤灰的循环利用提供了新思路。     

中、小型土石坝渗流场三维有限元分析方法及应用

针对中、小土石坝工程的特点以及存在渗流安全的问题,采用改进的节点虚流量法,得到求解土石坝渗流问题的有限元分析方法,并编制Fortran程序.依托某土石坝工程,建立三维有限元渗流场计算模型,对正常蓄水时该坝坝体和坝基的渗流场进行了仿真计算,得到了相应的水头分布、浸润线以及渗漏量,并对该坝设计防渗体系下坝区渗流场规律和特点进行了分析.结果表明,该方法对中、低土石坝渗流溢出点和浸润线定位合理、准确,能够很好地模拟坝区渗流场规律,可为中、低土石坝的渗流安全评价提供参考.     

土石坝病害成因分析及处理

土石坝应用广泛,但大部分土石坝都在不同程度上出现病害问题,对土石坝病害进行有效的维修和处理,应在分析病害的基础上采取适当的措施进行防治。     

浅析土石坝枢纽设计方法

土石坝枢纽的设计工作对于土石坝施工工程质量有着关键的影响,需要设计技术人员从多方面考虑影响其设计的因素,并针对实际情况分析解决的方法与策略.该文作者就自己工作中的一点经验,谈一下对土石坝枢纽设计的一些浅显的认识.     

面向水库土石坝的除险加固技术研究

该文针对我国土石坝数量较多且病险较为突出的现状,在调阅国内典型土石坝水库病险案例的基础上,对土石坝水库的病险情况进行了分类整理,得出水库土石坝存在的7个方面的险情,进而结合该研究者工作实践,基于目前国内一些成熟的除险加固方法,凝练了4个土石坝水库除险加固的技术方法,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。     

土石坝快速施工的必要性及注意事项

土石坝具备技术要求低、对坝基适应性强、当地材料使用充分的传统优势,但因填筑量大,建设时间长,使土石坝型在坝工技术不断发展的环境下面临着新的挑战。加快土石坝的施工进度是土石坝坝型发展的必然措施,笔者针对土石坝快速施工的必要性进行了分析,并提出了快速施工时应注意的问题。     

弹引系统以极大着角碰击半无限目标时的动力分析

以弹引系统极大着角碰击半无限硬土或混凝土介质目标为研究对象,建立了弹目碰击时的物理模型和数学模型。通过分析弹目碰击时的空间几何关系,对弹目碰击过程的动态特性进行了分析和计算。     

深厚覆盖层上高土石坝的动力反应特性研究

以相同尺度和相同材料的建造在深厚覆盖层上直心墙土石坝和直接建设在基岩上的直心墙土石坝为例，采用二维动力有限元程序对比和分析了强震区两种高土石坝的静应力分布和动力反应的差异。计算结果表明，设计深厚覆盖层上直心墙土石坝时，大坝自身的动力稳定设计标准可直接采用建设在基岩上的直心墙土石坝的设计标准，而静力稳定问题应加强大坝坝脚以及心墙两个底角部的防护。     

基于云物元模型的极端降雨事件增多地区土石坝安全评价

土石坝作为一类优点众多、影响范围巨大的坝型,其安全问题一直深受各国人民和政府的关注,尤其是在极端降雨有增多趋势的地区.因此,有必要加强对极端降雨事件增多地区土石坝安全状况的监测,并基于原型观测资料对该类地区土石坝的安全进行评价,以便及时了解土石坝的安全状态.本文在这一背景下构建了极端降雨事件有增多趋势的地区土石坝安全评价指标体系,并采用云物元模型进行评价,工程实例验证了构建的评价模型的有效性.     

考虑流固耦合的水位降落期坝坡稳定分析

水位降落期的土石坝坝坡稳定性是土石坝设计和除险加固设计中的重要内容之一,为了能够准确合理地分析水位降落期土石坝的坝坡稳定性,采用基于非饱和土流固耦合理论的有限元法对某病险水库进行了水位降落期的坝坡稳定分析,与传统的极限平衡法的计算结果进行了对比,同时分析了材料参数对坝坡稳定性的影响．结果表明基于非饱和土流固耦合理论的有限元法是一种方便合理的计算方法,计算出的孔隙水压力分布和坝坡稳定系数更加符合实际;材料的内摩擦角和粘聚力对坝坡稳定系数影响较大,泊松比影响相对较小,弹性模量几乎无影响．     

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.