浆砌石空腹重力坝设计中几个问题

一九七六年下半年,我们参加过某水电站大坝的复工初步设计。为了达到保坝洪水的安全过坝,而工程投资又不显著增大的要求,经坝型方案比较,在设计中推荐以浆砌石空腹重力坝型为该水电站复工设计的采用坝型,它比实体重力坝方案节省工程量达25％以上。空腹重力坝型,由于在坝内设有与坝基直接相连通的空腹,这就为我们在设计中希望做到最大可能的降低坝底的扬压力而采取措施,创造了必要的条件。这个具体的技术措施也不     

模糊优化在坝工结构设计中的应用

采用模糊优化方法探讨坝工结构设计问题，以重力坝为例，研究了该坝型结构设计中的模糊性因素及其隶属函数，提出了模糊优化设计数学模型，以某重力坝断面的模糊优化计算，说明模糊优化正常规优化具有更高的经济效益。     

用新的气压加载法求空腹重力坝优化断面模型的超载能力

本文利用新的气压加载法对经过优化设计的空腹重力坝断面模型与原设计的断面模型进行破坏试验对比，其结果为：前者较后者在体积节约９．１％的情况下，仍能保持同样的超载能力，从而，用实验验证了优化断面的优越性．     

空腹坝断面优化设计的探讨

本文用序列线性规划法对空腹重力坝进行优化设计．坝体形状考虑了九个几何变量以及空库，设计、校核等三种工况，并应用力导数法加快应力梯度计算．计算实例表明；优化断面较原断面可节约方量９．１％．     

腹拱式重力坝坝体应力的试验研究

腹拱式重力坝是一种新坝型,坝上游面倾斜,坝内设有腹拱。坝体断面的应力分布比较均匀,坝体材料得到充分的利用,上游坝趾的垂直应力较高,坝体承受特殊超载的能力较大,比较一般砼重力坝的应力状态有了很大改善。为了寻找这种新坝型的最好轮廓剖面,利用偏光弹性力学的冻结应力方法,做了廿多组不同轮廓尺寸的坝体剖面的应力试验,经过平衡校核,对于推荐的剖面还进行了重复试验,认为试验结果是可信的。试验中个别方案还采用了软胶纲格法试验;并简化成无铰拱,用结构力学的方法进行了近似的应力计算。三种不同方法所得的应力情形是接近的。根据不同轮廓尺寸剖面应力试验的结果,分析了各种轮廓尺寸的变化对坝体应力分布的影响。初步认为确定坝体轮廓尺寸的规则如下：坝体上游边坡宜为：１∶０．２－１∶０．４,下游边坡宜为１∶０．７５－１∶０．９;腹拱宜做成略向上游倾斜的椭圆形;拱高宜为坝高的２５－３５％;上游腿应比下游腿略厚,以使重心偏向上游;设置坝内电厂时尾水管的宽度宜等于或小于坝段宽的３０％。最后推荐方案的应力试验成果,坝体基本上全部为压应力,坝体断面的应力分布均匀,上游坝趾的压应力较高。以１－Ⅷ号方案为例,坝内只个别点出现了最大为４公斤／厘米２的拉应力,     

在静力和最小频率约束下空腹重力坝断面优化设计的研究

在我国中南,多采用空腹重力式坝型的水工建筑物,我们在79年曾用可行方向法对它的断面优化设计进行了研究,其中可行方向的确定采用我们提出的合成方向公式,在静水压力和自重下得到了最优解.这里我们又在静力和最小频率约束下对空腹重力坝断面优化设计进行了研究,为了比较,我们放弃了可行方向法而选用改进了的复合形法.研究结果,在规范规定的几何约束下仍然是稳定约束比之应力约束和频率约束起控制作用;故得到了目标函数值几乎一致的最优点.计算机时约在三小时左右,从而证明了我们建议的方法是可行的,其成果也是令人满意的.     

基于混凝土损伤和断裂力学的重力坝体型优化设计研究

重力坝体型优化设计一直以来都是一个重要的研究课题.在常规优化设计考虑应力和稳定性约束条件的基础上,采用有限元软件ANSYS的一阶优化法,将混凝土指数函数损伤理论与断裂力学运用到坝体优化中,将坝踵区损伤控制在峰值损伤之内,限制坝体损伤的进一步发展;重力坝在运行过程中不可避免的会产生裂缝,尤其是在坝踵附近,考虑裂缝的产生并采用K判据分析裂缝的稳定性.将该方法应用于某重力坝的体型优化设计中,得到的考虑损伤后的优化设计结果虽比常规优化设计断面面积稍有增大,但可以控制损伤的进一步发展,所以更加安全.在加入损伤约束的基础上进一步考虑裂缝的产生,得出了即便在产生裂缝的情况下,坝体也能安全工作的剖面形态,且在优化过程中可以节省材料.此方法可为今后的重力坝设计提供一定的理论基础.     

基于混凝土损伤理论的重力坝体型优化设计

重力坝体型优化设计一直以来都是一个重要的研究课题,在施工和运行过程中,长期在荷载作用下坝体不可避免的会产生损伤,使材料性能劣化,尤其是在应力集中较大的坝踵附近,因此在重力坝体型优化设计中应该考虑损伤的影响。在常规优化设计的基础上,基于混凝土指数函数损伤理论,考虑和限制坝踵的损伤的发展,采用有限元软件ANSYS自带的一阶优化法,全程编写分析文件和优化文件的ADPL语言对某重力坝进行体型优化设计,得出当将坝踵损伤控制在峰值损伤时,既可以控制损伤的进一步发展,保证坝体的安全,同时也可得到较为经济的剖面形态,该重力坝剖面形态比常规设计得到的结果更符合重力坝材料性能劣化后的工作性态,可为以后的坝工设计提供一定的参考。     

结构拓扑优化方法在拱式渡槽拱轴线设计中的应用

针对拱式渡槽拱轴线的受力特点,建立拱轴线拓扑优化模型,并将结构拓扑优化方法生成的拱式渡槽拱轴线与相同矢跨值的圆弧拱轴线和二次抛物线拱轴线进行了对比.结果表明,由结构拓扑优化方法生成的拱轴线,自重作用下的弯矩值以及相同均布荷载作用下的应力值都比相同矢跨值的圆弧拱轴线和二次抛物线拱轴线小.这说明连续体结构拓扑优化方法可应用于作用荷载相对均匀的拱式渡槽拱轴线设计.     

L形拱肋加固拱桥受力机理研究

为了研究L形拱肋加固拱桥的机理,依托实际工程,采用大型有限元程序对L形拱肋加固法进行建模分析。结果表明:L形拱肋加固拱桥既能分担原主拱承受的外荷载,使原主拱最大压应力减小;又能改善原主拱的受力模式,使其实际拱轴线与合理拱轴线吻合更好更趋近于"轴心受压"L形拱肋截面设计时,应以L形拱肋与原主拱合理的抗压刚度比控制为主,抗弯刚度比控制为辅。L形拱肋加固拱桥,宜采用满堂支架及兼顾换填桥面铺装的施工方法,以利于L形拱肋恒载轴力的形成,优化其受力状态避免出现拉应力或混凝土开裂现象。     

L型拱肋加固拱桥受力机理研究

为了研究L型拱肋加固拱桥的机理,依托实际工程,采用大型有限元程序对L型拱肋加固法进行建模分析,结果表明：L型拱肋加固拱桥既能分担原主拱承受的外荷载,使原主拱最大压应力减小,又能改善原主拱的受力模式,使其实际拱轴线与合理拱轴线吻合更好,更趋近于“轴心受压”; L型拱肋截面设计时,应以L型拱肋与原主拱合理的抗压刚度比控制为主,抗弯刚度比控制为辅;L型拱肋加固拱桥,宜采用满堂支架及兼顾换填桥面铺装的施工方法,以利于L型拱肋恒载轴力的形成,优化其受力状态,避免出现拉应力或混凝土开裂现象。     

拱形重力坝动力特性的模型试验及近似分析

本文对一个拱形重力坝进行了软胶模型和石膏模型动力试验；建议了一种用梁向的平面有 限元和拱向的差分组合来代替空间结构分析的近似方法；用有限点法确定了拱形重力坝的振型 动水压强；用摄动法确定了满库时坝的动力特性。     

泌阳县盘古山水库砌石坝结构布置及水力计算

盘古山水库是一座拟建水库,坝体拟采用浆砌石重力坝型式。砌石坝沿坝轴线从左至右分别为左岸非溢流坝段、溢流坝段与右岸非溢流坝段,溢流坝段为开敞式溢流堰,下游采用挑流消能。     

凝土重力坝断面设计软件系统的开发

本研究根据重力坝设计的基本理论和设计原则,采用VB6．0可视化编程工具开发出了混凝土重力坝断面设计软件系统,本软件系统操作方便,界面清楚,能够流畅地完成混凝土实体重力坝断面设计．并经过实际工程的应用,得出了合理的断面设计结果．     

考虑深层滑动的重力坝断面优化设计及软弱夹层影响的分析

在具有软弱夹层岩基上设计重力坝时必须考虑深层滑动稳定问题.本文将此稳定条件引入混凝土重力坝的断面优化设计,建立了适合于序列二次规划法计算的优化数学模型.根据大量优化计算结果,从断面优化的角度,较详细地分析了岩基中软弱夹层的性状(诸如摩擦系数、倾角和埋藏深度等)对这类大坝设计的影响规律,提供了一些对大坝设计有参考价值的信息.     

用ANSYS进行实体重力坝断面优化

重力坝断面优化是一类常见优化问题，传统优化方法建模利用嫡程迭代优化，虽能得到优化序列，但对坝体整体的力学状态不能很好描述，同时模型离散化程度不高，因而计算精度也较低。利用有限元分析软件ANSYS对重力坝进行整体模拟，细化了单元。得到了各阶段的力学指标。使用ANSYS优化技术进行断面优化，取得了满意的效果。     

桁式钢管混凝土系杆拱桥拱轴线及吊杆索力优化

目前,针对桁式拱系杆拱桥拱轴线形和吊杆索力优化研究相对单一,为得到下承桁式钢管混凝土系杆拱桥的最佳成桥状态,对拱轴线形和吊杆索力进行一体优化。通过基于影响矩阵的最小结构体系应变能原理对吊杆索力进行优化,并利用Matlab中无约束优化算法进行求解;采用桁式拱肋主管偏心距最小法对拱轴线进行优化。经过迭代计算,得到一组满足偏心距阈值的无约束优化吊杆索力和拱轴线形。结果表明：优化后的吊杆索力较优化前更加均匀且均有不同程度的减小,短吊杆索力减小近30%,其抗疲劳性能得到大幅提高;成桥状态下主拱受力良好,上、下弦杆的跨中弯矩小且均匀,轴力值有所降低;优化后主梁端部截面弯矩值有所增大,轴力值基本不变,优化效果不明显;主拱上、下弦杆钢管和混凝土截面分配应力均小于材料承载力,均符合规范要求。     

混凝土重力壩的渗透压力

一、渗透压力对於混凝土重力坝的影响 重力坝是古老坝型之一,几百年前,已采用浆砌条石的重力坝。本世纪开始,逐渐采用混凝土重力坝,世界各国都修筑过不少这种坝。根据最近美国工程师所做的统计,在30公尺以上的1,299个坝中,有百分之五十是重力坝。重力坝有许多缺点,如材料的强度没有充分利用,因此要消费较多的材料等。此外,重力坝内有较大的渗透压力,需要加大重力坝的剖面,更增加了材料的消耗。 本文研究重力坝内渗透压力的计算方法,以及减少渗透压力的措施。 首先说明渗透压力对重力坝的影响。在岩石地基上的重力坝剖面基本上是三角形的。由…     

腹拱重力坝超载破坏试验研究

（一）重力坝超载破坏的原因是多方面的,而且比较复杂。本文讨论新型的腹拱式重力坝由于改善了结构特点和应力状态,对提高超载破坏能力的影响,并与相应的宽缝重力坝进行比较。（二）本文阐述了结构破坏的模型试验原理,并附带地提到地基连接条件及纵缝灌 浆条件的模拟。（三）对实验方法,模型制作,加载方法,量测方法,以及实验步骤进行了阐述。（四）根据上述原理和方法进行了十二组模型超载破坏试验,模型材料均采用砼, 比例尺为１：２００,根据实验结果初步分析如下： １）腹拱坝和同体积宽缝坝的超载能力,在其他条件相同时,腹拱坝较宽缝坝大 ８％－１９％,初步证明了腹拱坝具有较好的承载能力。 ２）就腹拱坝而言,其坝体剖面形状对超载能力亦有颇大影响。实验结果,初步认 为腹拱高约占坝高１／３左右,倾角与合力线大致吻合（一般为６０°－６６°）,拱顶曲率 适当减少,前后腿厚度比在１．２－１．４之间比较适宜。 ３）坝体破坏的原因均由于主拉应力破坏,宽缝坝裂缝由外而内,腹拱坝则由内拱 向外裂开,因而在抵抗渗透的危险上腹拱坝亦有利。 ４）对带有纵缝灌浆的宽缝坝进行的破坏试验说明,从缝对超载能力有一定影响,超载系数与同样的整体宽缝坝要低２５－３０％左右,破坏规律     

重力坝的抗震优化设计

本文用基于有限元分析的数学规划法探讨了重力坝断面抗震优化的有关理论和方法.在抗震分析中,取坝体、浅层弹性地基及满库水体的综合体系作为研究对象;用直接滤频法计算结构的自振特性;用反应谱法求解地震反应.优化方法采用不求灵敏度的可变容差法.编制了计算机程序.算例表明,成果是合理的.本文所建议的方法和程序可直接用于重力坝断面的抗震优化设计.对程序作相应的修改,也可用于其它结构的抗震优化设计.