拱坝结构模型试验研究

结构模型试验为研究拱坝应力的有效途径。本文所述乃利用结构模型试验方法进行国内其拱坝的应力研究,藉以改善该拱坝的设计。根据计算及试验结果对拱坝进行了四次修改,按合力线与中轴线重合以减少梁拱断面弯矩的原理将拱圈布置成多心圆,并采用砼垫座的方法将坝体修改成为左右对称,有效地改善了坝体应力。根据试验所得应力成果用壳体理论反算出中间梁断面处之外荷载以兹校核,结果与上水荷载甚为吻合。     

渡槽渗漏的处理方法

飞跃渡槽位于涉县太仓乡西郊口村北,辉水沟下游,连接跃峰洞出口。渡槽为砌石拱型,长154米,高23米,宽7.8米,主跨100米,大拱圈厚2米,用四层细料石砌成,大拱圈上部有18个小拱圈,小拱圈为半园拱,跨径4米,拱厚0.45米,最上部为钢筋混凝土槽身、渡槽两侧设有人行道。过水能力30立方米每秒。险峰渡槽位于磁县白土镇张二庄村东南,飞跃在张二庄到都党公路之上。该槽为单孔砌石拱型渡槽,长210米,净宽106米,地面距拱顶底部高27.8米,主拱圈为等截面悬链无绞拱,拱圈厚2米,大拱圈上有12个腹拱,为2.5米半园拱,拱厚0.5米,上部结构为混凝土距形槽身,净宽3.55米…     

反拱水垫塘拱圈多底板块振动特性的理论分析和试验研究

以溪洛渡拱坝下游出流条件和反拱水垫塘体型为参考,在拱圈底板块间止水破坏、底板块锚筋失效的极端条件下,对拱圈弹性底板块的振动特性进行了研究,得到拱圈底板块振动位移幅值沿流程、沿拱圈的分布规律及其时域和频域特性.研究结果表明,随拱圈底板块数目的增多,部分板块形成局部拱作用,拱圈底板块锚固失效的连锁反应及缝隙宽度的累加效应是造成底板破坏的主要原因.     

双曲拱坝测量放样中角度交会法的简化计算

双曲拱坝拱圈曲线的园心和半径是随坝体的高度不同而变化的。双曲拱坝一般采取每隔2或3米高度分层施工、分层放样,每一施工分层面要在上、下游边缘相隔3～5米各放样出一排点,作为施工的定位依据。有时还放样出拱圈中心线,以一截面上的三点在一直线上作为核对。用角度交会法放样的点位精度较高,比较灵活,受地形条件及施工干扰影响较少,在拱坝放样测量中应用比较广泛。角度交会法是在两个控制点上安置经纬仪拨角交会,放样一个点位,要计算两个控制点     

拱圈拓扑优化及结果合理性研究

为验证拱圈拓扑优化的可行性和合理性,根据拱坝水平拱圈的特点,采用拓扑优化均匀化算法对某拱坝不同坝高处的水平拱圈进行结构优化计算,利用滤波法和多重网格法解决了在拱圈拓扑优化过程中出现的数值不稳定问题.对优化得到的下游面带有反弯段的结构进行不同的下游面曲线拟合,应力校核结果表明:拓扑优化得到的拱圈不仅是可行的,并且比传统形状的拱圈更为合理.     

拱坝上滑问题的纯拱分析

拱坝沿建基面“上滑”是近年来一些学者提出来的问题.本文采用结构力学的方法对等厚度圆拱及变厚度抛物线拱在水荷载作用下沿具有一定坡角的建基面滑移的稳定性进行了研究.分析了拱的中心角、建基面的坡角、拱端接触面的摩擦系数、拱圈的位置等对沿建基面滑移稳定安全系数的影响.文章还模拟了小湾拱坝各高程的拱圈形状，研究其沿建基面上滑的可能性.     

井冈冲砌石双曲拱坝设计与研究

井冈冲砌石双曲拱坝为多心圆弧双曲拱坝.拱坝最大坝高92ｍ，厚高比0.261，最大拱圈中心角99.9°，最大拱圈半径160ｍ.采用ADCAD进行体型优化.拱坝结构分析表明：拱坝应力满足规范要求，拱坝超载能力不大.该拱坝拱座稳定的安全余度很小，为此采取在坝肩设置排水洞和加强观测的设计措施.坝体上游面设混凝土防渗面板、下游面设浆砌条石、中部为细石混凝土砌毛石.该砌石拱坝坝体每隔72ｍ设一条灌浆横缝，上游混凝土防渗面板沿坝轴线每隔18ｍ设0.8ｍ宽的宽缝，水泥灌浆和膨胀混凝土回填于低温季节进行.对石料场岩石进行了隐节理、铁锈面对强度的影响试验和现场大型砌体现场试验，试验研究表明，选定石料场的石料不宜上坝.经设计和试验研究，拱坝两个坝身表孔采用窄缝式消能工.     

三次样条曲线拱坝拱圈计算模型的建立

本文详细介绍了一种新拱坝拱圈形式—三次样条曲线拱圈计算模型的建立方法,用离散的方法建立了可行的三次样条曲线的拱圈,为新线型拱坝的发展及应用提供了一定的理论基础。     

反拱水垫塘底板块上举力变化规律的试验研究

结合溪洛渡拱坝,模型试验研究了拱坝坝身泄量最大时,在反拱圈横缝止水设施破坏、动水压强贯入底板缝隙、基岩锚固力失效的极端情况下,反拱水垫塘底板块上举力的分布规律及脉动上举力谱密度特性等。该成果对反拱水垫塘的设计、运用及稳定性研究具有理论和实际意义。     

反拱水垫塘底板块上举力变化规律的试验研究

反拱水垫塘是一种新型消能防冲结构,拟在中国溪洛渡等300m级高拱坝中采用,其稳定性是其在高水头、大流量作用下能否安全运用的关键技术之一。结合溪洛渡拱坝,通过模型试验研究了拱坝坝身泄量最大达3万m3/s时,反拱圈横缝止水设施破坏,动水压强贯入底板缝隙,基岩锚固力失效的极端情况下的反拱水垫塘底板块上举力,得出底板块上举力分布规律和脉动上举力谱密度特性,并推算出拱端的极限推力。研究成果对反拱水垫塘设计、运用和稳定研究具有理论和实际意义。     

拱坝五种非圆弧拱的计算公式

本文以圆弧拱坝的形、载常数的基本公式为基础,推导了等厚抛物线、三心圆、椭圆、双曲线及对数螺旋线等拱圈的内力、变位计算公式.这些公式可供编制考虑扭转的拱冠梁法程序使用或计算精度要求更高的非圆弧拱坝应力计算的电算程序参考.     

拱圈形状对应力和坝肩稳定的影响

对拱坝设计中常用的三种拱圈进行了系统的研究。分析了反映拱圈几何形状特征参数的选择及其对拱应力和坝肩岩体稳定的影响,给出了特征参数与拱应力及坝肩岩体稳定指标的关系曲线。该项研究对拱坝体型的选择有参考价值。     

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.     

用非线性空间有限元法分析砌石拱坝应力的初步探讨

一、前言 近十多年来,砌石拱坝全国各地修建很多,目前坝型向着较高较薄方向发展。但是,目前坝体应力分析方法仍然沿用砼拱坝的方法,与实际砌石坝体的应力状况出入较大,特别是砌石拱坝梁向刚度较砼拱坝小,为了反映砌石拱坝这一特点,笔者试提出如下计算模式,如图1所示将砌石拱坝沿垂直方向分成二种不同材料的单元体相间构成,即一层六面体单元 (八结点)一层任意四边形薄板单元,也就是将几层砌体的砌缝砂浆填料集中在一层几十公分厚的薄板单元来考虑,这种单元的材料只能承受很小的拉力,而当压应力等超过一定值时将产生塑性变形。以此来考虑砌石…     

大跨覆土波纹钢板拱桥结构加强措施研究

由于结构承受回填土压力,随着跨度增加,覆土波纹钢板拱桥的内力增幅较大,有必要对波纹板拱圈采取结构加强措施.基于跨径为16m的圆弧拱桥,采用混凝土复合加强肋方案对拱圈进行加强,分别建立了未加强、拱脚部位加强、沿拱圈环向加强和沿拱圈与横向的双方向加强等4种考虑土结相互作用的三维有限元模型,计算和对比分析了4种情况下结构的受力和变形特点.结果表明,覆土波纹钢板圆弧拱桥应力分布不均匀,对受力最大部位的拱脚采取局部加强措施能够显著改善结构的受力性能;环向加强措施改善了结构受力性能,但结构整体性较差;双向加强措施的改善效果明显,且有利于提高结构的整体性.     

高水头大流量作用下反拱水垫塘弹性单底板块振动规律研究

对反拱水垫塘单底板块振动特性进行了理论分析,提出了在止水破坏、锚固力失效后,拱圈单底板块失稳分为自由振动、锁定、滑动变形及失稳破坏4个过程。对高水头、大流量作用下,反拱圈弹性单底板块的振动特性进行了试验研究,给出底板块沿流程各振动区域的划分界限,得到拱圈单底板块振动特征值沿流程分布规律及时域和频域特性,为反拱水垫塘失稳机理的研究提供了科学依据。     

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。     

关于高拱坝建设中若干问题的探讨

我国水力资源十分丰富，理论蕴藏量约6．8亿kw，其中可开发蕴藏量约3．7亿kw，居世界首位。但现开发程度仅为10％左右，近期规划开发的水电工程，大多位于西南、西北地区的大江大河的中上游河段。建国以来，我国的拱坝建设有了巨大的发展，拱坝在世界上可能是最多的。80年代以来，更向20O米以上的高拱坝进军。与此相应，有关技术如拱坝应力变形计算，拱坝稳定分析，拱坝动力分析和抗震，拱坝温控、灌浆和地基处理，拱坝优化、水力学和泄洪消能，碾压混凝土拱坝，拱坝施工技术，拱坝模型试验等，都取得了长足进步。由于我国水利水电事业发展…     

B3样条曲线曲面的应用

在对各种造型设计进行分析比较的基础上,深入研究国际上最新提出的Ｂ３样条曲线（面）法。并以此为理论基础,按照拱坝布置阶段的要求,在微机上生成了具有光照效果的拱坝真实感图形、拱坝平面图、线框图、垂直断面图以及任一高程的拱圈平面图等等。从理论和实际两方面为进一步完善拱坝的计算机辅助设计系统进行了一些有益的探索。     

湖南索溪双曲拱坝整体地质力学模型试验研究

索溪拱坝坝址处地形条件复杂,地质构造发育,岩体破碎,山体单薄.在这样的坝址上建造拱坝是否合适,是个有争议的问题.本文介绍了索溪双曲拱坝地质力学模型试验的相似条件、模型设计与制作方法、加荷程序及量测手段,对模型试验给出的安全系数进行了深入的讨论.文中认为索溪双曲拱坝的安全系数较小,在索溪峪天然地形地质条件下建造双曲拱坝,应取极慎重的态度.