拱坝及下游坝面压力管道组合结构抗震研究

用有限元方法对双曲拱坝及下游坝面压力管道组合结构进行分析。研究了组合结构的动力相互作用规律和地震频谱输入下的动力响应。结果表明，下游坝面压力管道对拱坝动力特性影响较小，组合结构具有良好的抗震性能。     

水电站压力管道结构的主要类型及研究概况

压力管道是水利水电工程中输水建筑物的重要组成部分,文章首先介绍了了它几种主要的布置方式.然后着重阐述了目前较为常用的结构形式一钢衬钢筋混凝土压力钢管的工程实例和模型试验研究概况.     

双曲拱坝的地震破坏模型试验

阐述了一座双曲拱坝地震破坏模型试验的结果。对地震荷载作用下坝的薄弱部位以及影响坝抗震特性的各种因素，诸如坝身中的孔洞等影响进行了讨论。在拱坝的地震破坏过程、最终形态等方面取得了有益的数据和结果，为工程设计提供了一定参考依据。     

拱坝坝面动水压力的加权余量解法

本文假定库水为无粘性的不可压缩流体,将坝-水系统作为三维问题.利用加权余量法给出了一种求解拱坝坝面动水压力的计算方法.文中研究了矩形河谷上拱坝坝面动水压力的分布规律,并讨论了河谷宽高比和拱坝中心角等因素对坝面动水压力的影响.算例结果表明,本文所建议的方案简便易行,计算效率高,是求解拱坝坝面动水压力的一种较好方法.     

拱坝地震响应的动力控制研究

首次运用脉冲控制原理对一混凝土典型拱坝的地震响应进行了分析,建立和推导了有关数学模型,讨论并给出了基于位移控制、速度控制和加速度控制时,脉冲控制力的表达形式,设计了相应的控制算法。在时域内根据位移控制准则对典型拱坝在松潘地震波作用下的地震响应进行了分析,给出了拱坝关键部位的计算结果,并与未加控制的情况相比较,通过综合分析,对拱坝的动力控制进行探讨,得到了一些有益的看法。     

带横缝预应力拱坝振动台模型试验与计算分析

为了探究施加预应力对带横缝拱坝抗震性能的影响,进行了振动台模型试验.试验模型采用新疆石门子拱坝的三心圆体型及特定刚性地基的方案(用型钢支架实现),研究了带横缝拱坝在动荷载作用下的反应规律.试验和计算结果表明,在施加预应力之后,不仅在一定程度上减小了横缝在强震荷载下的张开度,也在一定程度上提高了非整体拱坝结构的自振频率.与试验结果对比表明,计算预应力拱坝的简化数值模型基本上可以反映出拱坝在动力荷载作用下预应力钢丝或钢索对坝体动力反应的约束作用.     

拱坝横缝配筋动力响应的模型试验和计算分析

配置横向跨缝钢筋后,拱坝在动力荷载下的非线性响应是高拱坝领域的一个重要课题。该文在采用脆性材料制作的带横缝配筋拱坝模型的基础上,通过振动台模型试验研究了带横缝拱坝在谐波和地震波作用下的动力响应,并运用改进的拱坝非线性分析有限元程序ADAP-88(增加配筋数值模型)进行计算比较。试验结果验证了横向配筋数值分析模型的正确性,揭示出带横缝拱坝在地震荷载作用下的一些反应规律,包括配置跨缝钢筋可明显减小强震作用下横缝的张开度,防止止水遭到破坏,并明显提高拱坝的整体性。     

地震作用下海底悬跨管道水动力计算模型

在不同方向的地震动输入下海底悬跨管道的动力响应存在差别.基于Wake模型,提出了三维地震输入下的海底悬跨管道的水动力模型,并推导了有限元控制方程.建立有限元离散模型模拟模型试验工况,进行了正弦波和El Centro模拟地震波输入下海底悬跨管道的动力分析.通过数值计算和模型试验的结果比较可以看出,考虑地震动输入方向影响的Wake模型能够应用于海底悬跨管道的地震响应分析,其计算结果与试验结果符合得较好.     

砂土边坡地震动力响应离心模型试验

为研究砂土边坡的地震响应规律,采用El Centro波作为地震输入,在50倍重力加速度条件下进行边坡的动力离心模型试验。试验在土工离心机及专用振动台上实施,利用加速度传感器记录模型不同位置地震响应的加速度时程并进行频谱分析。结果表明:最大响应发生于坡顶,该处地震波反应谱放大系数最大值为4.78。地震波反应谱不同频率成分放大效果不同,与5.7~6.7 Hz的频率成分相应的反应谱放大最大。边坡自下而上存在地震响应放大现象,边坡上部响应大于底部,靠近边坡斜面的响应大于内部。     

砂土边坡地震动力响应离心模型试验

为研究砂土边坡的地震响应规律,采用El Centro波作为地震输入,在50倍重力加速度条件下进行了边坡的动力离心模型试验。试验在土工离心机及专用振动台上实施,利用加速度传感器记录了模型不同位置地震响应的加速度时程并进行了频谱分析。结果表明最大响应发生于坡顶,该处地震波反应谱放大系数最大值为4.78。地震波反应谱不同频率成分放大效果不同,与5.7-6.7Hz的频率成分相应的反应谱放大最大。边坡自下而上存在地震响应放大现象,边坡上部响应大于底部,靠近边坡斜面的响应大于内部。     

拱坝安全度模糊综合评判模型

首先给出模糊数学在拱坝安全评价中的应用方法和步骤,然后在拱坝体型设计统计模型的基础上建立了考虑厚高比、柔度和最大拉应力3个因素的模糊综合评价模型,并对数座拱坝进行了验证．验证结果表明,拱坝模糊综合评判方法简便易行,评判结果切合实际．     

隔河岩上重下斜封拱式重力拱坝设计研究

为适应隔河岩坝址特殊的自然条件，采用拱梁分载法进行平、斜封拱,坝的比较计算，并对各种斜封拱坝方案进行分析研究，结合三维有限元计算及结构模型试验验证，选用三心单曲、上重下斜封拱式重力拱坝体型。安全监测资料表明：大坝受力条件优越，运动正常。     

混凝土重力坝地震损伤数值模拟

为了模拟混凝土重力坝在地震作用下的损伤演变过程,采用混凝土塑性损伤本构理论,考虑应变速率变化以及混凝土材料损伤引起的刚度退化,利用有限元软件ABAQUS对某混凝土大坝进行了数值计算。分析结果表明:由于混凝土的抗拉强度远小于其抗压强度,在地震作用下坝体出现损伤破坏的主要部位也是在拉应力较大以及材料刚度变化区域,主要分布在坝体上部几何形状突变部位和坝体垂直施工缝。该结论对混凝土重力坝的抗震性能评估及抗震加固具有一定的参考价值和指导意义。     

坝下游面钢衬钢筋混凝土管非线性有限元分析

采用解析法对某水电站坝下游面钢衬钢筋混凝土压力管道进行初步设计,确定了钢衬厚度和钢筋配置,对其进行整体三维非线性有限元分析,着重研究了在设计荷载作用下,钢衬和钢筋的应力状态以及管周混凝土的开裂特征．采用将非线性有限元分析与规范解析法相结合的方法,先根据非线性有限元计算的结果,分析得到钢衬钢筋混凝土管的钢筋应力,再将其代入规范解析公式,计算出结构的裂缝宽度,并最终提出了满足结构限裂要求的配筋方案．     

拱坝整体安全度评价方法的探讨

拱坝整体稳定评价方法主要有水密度超载法,水位超载法,降强法及结合降强及超载法的综合法。结合目前世界最高的碾压混凝土高拱坝-万家口子,用数值计算得到每种方法下的拱坝破坏过程。通过对不同计算方法下加载方式、破坏机理的对比,分析不同方法超载系数不同的原因:水密度超载法荷载主要加在下部,超载系数反映坝体下部超载能力,用此方法得到的超载系数较大;水位超载法,降强法,综合法超载系数反映坝体中上部的超载能力,一般得到的超载系数较小。目前超载计算方法不够明确、规范,建议规范、统一超载计算方法,使得计算结果有可比性,方便同类工程安全度评价结果的参考。     

拱坝坝肩稳定的可靠度分析

当拱坝坝肩岩体为断层、节理裂隙、层面等结构面所围成,有可能产生滑移时,就应进行整体抗滑稳定分析。文章在考虑滑移体的构成、滑动的形式、滑动面抗剪断强度参数等的随机性的基础上,使用可靠度理论,对拱坝坝肩抗滑稳定可靠度进行分析;以某拟建拱坝为算例,计算结果是比较理想的。     

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.     

单拱四车道公路隧道地震响应

针对隧道结构往往受不同方向的地震激励,但地震激励方向很难事先确定,其最大危害方向也难以确定等问题,以天津波为激励地震波,在水平向、竖向和斜向45°激励下,计算大断面隧道的底面、顶面、墙脚和边墙的位移、速度、加速度和应力的分布情况。研究结果表明：在斜向45°激励条件下,单拱四车道公路隧道在地震波作用下,水平方向最大位移、速度、加速度响应值分别为0．25mm,1．84mm／s和15．4mm／s^2,竖向最大位移、速度、加速度响应值分别为3．39mm,13．75mm／s和99mm／s^2,比同烈度下其他方向的地震响应值大得多。该结果可为大断面隧道抗震设计提供参考。