土石坝考虑非线性随机特性的可靠度分析

在结构可靠度基本理论、非线性有限元法及其它方法基础上 ,考虑了土石坝土石料物理力学指标的随机特性 ,推导了材料非线性问题的基本公式 ,编制了非线性随机有限元程序 ,探讨了土石坝可靠度分析方法     

高土石坝建设关键技术问题述评

在总结国内外土石坝建设关键技术问题研究成果的基础上,针对中国西部高土石坝建设特点,着重讨论高应力条件下土石料的试验方法、强度变形特性与本构模型、长期变形特性、动力特性与本构关系以及土与结构接触面力学特性等关键技术问题,并探讨了进一步研究的方向和主要科学问题.     

土石坝变形统计模型研究

研究土石材料的非线性、应力路径以及流变等对建立土石坝变形统计模型的影响，提出新的土石坝变形统计模型及迭代建模方法.算例分析表明新模型提高了拟合精度.研究工作使土石坝变形统计模型趋于合理.     

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.     

糯扎渡心墙堆石坝接触性土料碾压工法优化

土石坝填筑过程中,左右岸坡衔接部位处理至关重要。压实度过高,出现接触土料板结,柔韧性变差,易因贴坡混凝土变形引起土料开裂;压实度不够,易造成渗透系数不满足要求,出现渗流破坏。对此,土石坝岸坡接触性土料的碾压参数控制尤其重要。     

地震动反应谱对土石坝二维地震反应的影响

针对目前土石坝抗震计算中对频谱特性考虑的不足,分析了输入地震动加速度反应谱、速度反应谱、位移反应谱对土石坝地震反应的影响.研究结果表明,如果加速度反应谱卓越周期与土石坝的自振周期相近,土石坝地震反应则相应出现最大值,但不能从结果中简单得出周期的长短对坝体反应的影响;仅靠加速度谱的卓越周期不能完全反应地震动的频域特性.     

土石坝物理模拟问题

目前,在较高的土石坝研究中,常用数学模型进行分析,而物理模型很少用于土石坝的研究。本文根据相似原理和岩土的工程特性,提出了确定相似常数的原则和建立相似条件的方法。另外,对数学模型和物理模型在土石坝的设计和研究中的应用也进行了探讨。最后,对××水电站土石围堰物理模型的设计和试验中的一些问题进行了讨论。     

考虑围压效应的高土石坝动力响应分析

试验结果表明土石材料的动力特性参数有很强的围压依赖性,所以在高土石坝动力计算分析中考虑围压效应是十分必要的.在广泛应用的Hardin-Drnevich本构模型的基础上,提出了改进动剪切模量与动剪应变关系式及阻尼比与动剪应变关系式的方法,得到一个可以考虑围压效应的改进模型,与实际工程试验曲线对比结果表明,新模型可以较好地模拟土石料在各个围压下的动力特性.根据新模型编制相应计算程序并应用于长河坝高土石坝地震动力反应分析中,得到了大坝整体动力反应规律与大坝地震永久变形,为工程设计提供参考.     

土石坝施工要点研究

在我国兴建的很多的水利工程项目中,土石坝由于其结构简单、工程造价很低、容易施工等特点被广泛应用于我国的水利工程之中,土石坝主要是是以土与石头为主要建筑材料的水利工程。本文将结合土石坝的建筑特点来对土石坝的施工工艺进行介绍。     

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...     

考虑级配空间随机特性的堆石坝变形应力分析

为研究坝壳料填筑级配的空间变异性及其对土石坝变形、应力的影响,以两河口心墙堆石坝最大断面坝段为例,选取分形分布作为级配模型,引入地质统计学方法,以指数模型、高斯模型为变异函数模型,分析级配分形维数的空间变异结构,采用克里金估计方法模拟堆石料、过渡料级配的空间随机分布;将随机模拟与有限元方法相结合,对大坝进行500次随机应力、变形计算后得到收敛结果,并与确定性有限元法作比较。结果表明：考虑级配空间分布的随机性时,坝体水平向位移、最大沉降量等都有不同程度的增大;若不考虑随机性,有超出50%的概率低估坝体应力、变形;考虑级配随机特性的计算方法对于高堆石坝设计及变形控制问题具有较好的应用价值。     

面板堆石坝三维耦合非线性数值计算

基于发展的堆石料的静动力耦合模型，提出一种可以在加载过程中每一时步进行外荷载和位移的平衡迭代的三维有限元分析方法，一次性完成堆石坝的施工、蓄水、地震等渐近加载过程的数值仿真模拟．应用该方法对公伯峡面板堆石坝进行全过程的数值计算，得到坝体最大沉降为98．7cm，面板峰值动拉应力为5．36MPa；进一步说明计算得到的坝体静动态响应更接近实际情况．     

堆石坝变形监控的统计、混合模型与反演分析

为探讨面板坝的运行性态，采用回归分析与反分析方法，对“七五”期间试验坝堆石体施工中及竣工后的实测位移资料进行分析，建立了统计模型与混合模型，研究结果表明，堆石坝的实测位移数据可以按自变量因子进行分离；施工期堆石体的蠕变不有忽略，其占相当比例；堆石材料本构关系中的参数的试验值与实测反演值有一定差别；对蓄水后的实测资料进行分析，建立预报方程，可实现大坝运行的监控和反馈。     

西域砾岩砂砾料沥青混凝土心墙坝湿化变形数值分析

我国新疆地区广泛使用西域砾岩砂砾料作为筑坝材料,由于西域砾岩砂砾料浸水后易软化、崩解,大坝蓄水后的湿化变形分析成为工程界广泛关注的问题.联合广义塑性模型和西域砾岩砂砾料湿化模型,对某沥青混凝土心墙坝进行了湿化变形有限元分析.结果表明:广义塑性模型和西域砾岩砂砾料湿化模型能够很好地反映大坝湿化变形及应力分布规律;上游蓄水湿化使坝体向上游方向的水平位移和沉降都增大,最大水平位移由竣工时的1.5cm增至22cm左右,最大竖向沉降由竣工时的0.17%坝高增至0.53%坝高,筑坝料的湿陷使心墙的变形也增大;西域砾岩砂砾料的湿化变形明显大于花岗岩堆石料,最大竖向沉降是花岗岩堆石料的近3倍,其湿化造成坝顶上游侧出现局部拉应力区,有可能导致坝顶出现裂缝.因此,在新疆干旱地区采用西域砾岩砂砾料筑坝时考虑蓄水时的湿化影响是十分必要的.     

堆石流变对金钟混凝土面板堆石坝应力变形的影响分析

采用三参数流变模型,运用有限元法对金钟面板堆石坝进行三维流变分析,得到了考虑堆石流变后坝体、面板的应力变形.分析研究了堆石流变对混凝土面板堆石坝坝体、面板应力变形特性的影响.结果表明,考虑堆石的流变效应后,坝体变形有所增加,坝内拉应力区域变大,最大拉、压应力值有所增加;面板的挠度和轴向变形都有所增加,面板的拉应力区域和拉应力值也有所增加,而面板压应力区域有所减少,但最大压应力值却有所增加.     

堆石流变性对水布垭面板堆石坝性状影响的研究

以水布垭混凝土面板堆石坝为研究对象,采用考虑堆石料流变 性的计算模型进行整体诸,分析堆石料变变形对高面面板堆石坝防渗系统的影响,结果表明,考虑堆石料流变性后,面板应力与接缝位移与常规分析所得结果有较大的差别;堆石流变性使面板坡向压应力增大,拉应力减小,使河谷部位面板轴向压力增大,两岸拉力增加;面板缝在河谷中部压紧缩值半加,两岸部位张开位移增加;周边缝错动位移进一步加大,面板坝设计中应对这些因素加以考虑。     

主次堆石体分区对堆石坝影响研究

主次堆石体的合理分区直接影响到面板应力、变形、稳定性以及工程造价.论文以蓼叶水库混凝土面板堆石坝为背景,采用Duncan-Chang EK非线性弹性模型,利用ANSYS中的APDL语言二次开发模型单元,进行3种不同的主次堆石体设计方案(仰倾坡比1 : 0.2.俯倾坡比1 : 0.2,俯倾坡比1 : 0.6)的数值计算和...     

纵向增强体土石坝的设计原理与方法

为提高土石坝的安全运行性能,提出在常规土石坝中设置混凝土纵向增强体,这一刚性结构体在坝体内具有防渗、受力和抵抗变形三重作用。采用经典力学方法定量分析了纵向增强体的防渗作用、抗变形能力和承受外力的能力,得出增强体厚度与上下游水位、堆石坝体物料特性之间的定量关系。理论公式推导将增强体作为竖向固端梁,主要受上下游水体作用、堆石主动土压力和因心墙和堆石差异沉降而产生的堆石对墙体两侧的拖曳力作用。由扰曲微分方程得出增强体顶部变位及转角和底部固定端应力计算公式,并以此进行设计复核,进而提出通过兼顾基础灌浆和满足增强体应力要求的预埋灌浆钢管的施工方法。     

较高土石坝膜防渗结构设计方法探讨

根据不同防渗体位置的土石坝受荷位移规律与土工膜受力变形特点,分析了坝内土工膜的变形机理,并以四川瀑布沟186 m的心墙堆石坝为例,提出了土工膜与土心墙联合防渗的思路及设计原则.分析表明:坝内绝大部分区域的土工膜能够承受坝体位移引起的变形,但在刚性锚固部位,由于“夹具效应”,土工膜可能会产生局部过大变形而发生破坏;对于高水头土石坝,土工膜尤其适用于存在缺陷的黏性土料心墙的联合防渗;四川瀑布沟186 m的心墙堆石坝,如果采用土工膜与土心墙联合防渗设计方案,则不仅可以提高防渗安全的可靠性,而且与原设计方案相比,技术上更先进,经济上更合理.