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...     

高心墙堆石坝材料本构模型计算的适用性研究

为研究不同材料本构模型对高心墙堆石坝应力、变形计算的适用性,以RM 300 m级高心墙堆石坝堆石料的室内试验成果为基础,分别对邓肯E-B模型、沈珠江双屈服面模型及MPZG模型进行材料本构验证和坝体有限元分析。研究结果表明：3种模型均能较好地表现堆石料三轴路径下的应力响应,而邓肯EB模型在低围压下体积响应表现效果欠佳;3种模型计算的坝体应力、变形分布均符合一般规律,应力相近,但变形计算中邓肯E-B模型得到的沉降与顺河向位移均较大;在高心墙堆石坝建设初期,可采用邓肯E-B模型进行早期分析,后期宜采用沈珠江双屈服面模型、MPZG模型等进行决策评价。     

两河口心墙堆石坝应力变形及参数敏感性三维有限元分析

采用Duncan-Chang的E-ν非线性弹性模型对两河口心墙堆石坝进行了三维有限元应力变形计算,分析了堆石坝在填筑期及蓄水期的应力应变特性.在此基础上,研究了坝体下游次堆石分区范围变化及其部分模型参数变化、心墙底部高塑性土厚度变化及其部分参数变化对坝体应力变形、心墙拱效应和抗水力劈裂能力的影响,进一步认识了心墙堆石坝的应力应变特性.     

两河口心墙堆石坝应力变形及参数敏感性

采用Duncan-Chang的E-ν非线性弹性模型对两河口心墙堆石坝进行了三维有限元应力变形计算, 分析了堆石坝在填筑期及蓄水期的应力应变特性. 在此基础上, 研究了坝体下游次堆石分区范围变化及其部分模型参数变化、 心墙底部高塑性土厚度变化及其部分参数变化对坝体应力变形、 心墙拱效应和抗水力劈裂能力的影响, 进一步认识了心墙堆石坝的应力应变特性.     

填筑形象对土石坝结构性态影响的精细有限元分析

利用数字大坝施工技术,考虑实际施工质量的空间差异性带来的坝料模型参数在空间上的差异性,通过土石坝模型参数空间估计及任意单元赋值,构建精细三维有限元模型;进而以某心墙堆石坝为例,分析在实际施工进度滞后情况下,为了在汛前填筑到度汛高程,采用不同填筑进度方案对心墙堆石坝施工期应力变形的影响。结果表明,不同施工进度形象面貌对坝体水平位移影响较大,而对竖向位移和应力影响较小。     

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.     

瀑布沟砾石土心墙堆石坝变形分析

瀑布沟水电站为砾石土心墙堆石坝,最大坝高186m,为目前国内最高砾石土心墙堆石坝.以瀑布沟水电站砾石土心墙堆石坝施工期、蓄水期变形监测资料为基础,对其典型监测断面变形特征进行了探讨.分析结果表明,施工期各测点沉降测值随填筑高程的升高发展较快,运行期随时间发展较慢,水位对沉降变形有影响且有一定的滞后性,心墙整体变形规律性良好,下游堆石区的沉降变形以次堆石区为最,过渡料区次之,反滤料区较小,坝体下游堆石区变形不协调,这是瀑布沟大坝坝顶出现浅表裂缝的主要原因.该结论对土心墙堆石坝设计和施工有一定的指导意义.     

瀑布沟砾石土心墙堆石坝变形分析

瀑布沟水电站为砾石土心墙堆石坝,最大坝高186m,为目前国内最高砾石土心墙堆石坝.以瀑布沟水电站砾石土心墙堆石坝施工期、蓄水期变形监测资料为基础,对其典型监测断面变形特征进行了探讨.分析结果表明,施工期各测点沉降测值随填筑高程的升高发展较快,运行期随时间发展较慢,水位对沉降变形有影响且有一定的滞后性,心墙整体变形规律性良好,下游堆石区的沉降变形以次堆石区为最,过渡料区次之,反滤料区较小,坝体下游堆石区变形不协调,这是瀑布沟大坝坝顶出现浅表裂缝的主要原因.该结论对土心墙堆石坝设计和施工有一定的指导意义.     

胶凝面板堆石坝离心模型试验研究

为了解胶凝面板堆石坝在竣工期和蓄水期的工作性态,采用离心模型试验方法对不同胶凝含量下坝体的应力变形进行试验研究,同时与非线形有限元法数值模拟计算进行对比分析.结果表明:随着坝体材料中胶凝含量的增加,坝体沉降和面板挠度在竣工期和蓄水期明显减小,改善了面板的受力条件,可保证防渗体系的正常工作;胶凝含量的增加,提高了坝体的抗剪强度和承载力,设计时坝坡可明显放陡,坝体断面显著缩小,大大节省了筑坝堆石料,并能保证大坝在应力变形和稳定性方面的安全可靠性;离心试验得到的竣工期和蓄水期的坝体应力、位移,面板法向位移与数值计算结果规律基本一致,可为胶凝面板堆石坝的设计提供参考.     

基于改进M5′-主成分模型树的高心墙堆石坝沉降变形预测

针对高心墙堆石坝沉降变形过程动态非线性特点,建立基于改进M5'-主成分模型树的高心墙堆石坝沉降变形分析模型,在采用相关性分析甄选沉降变形影响因素和采用主成分分析将高维影响因素空间进行降维的基础上,利用该全局分段非线性模型对高心墙堆石坝沉降过程进行分析。通过与沉降量实测值对比,验证了改进M5'-主成分模型树的有效性。通过绝对差值和均方根误差2个指标对比分析改进M5'-主成分模型树与M5'模型树、多元线性回归模型、主成分回归分析模型的预测结果,表明改进M5'-主成分模型树预测沉降量具有更高的精度。     

胶结砾质土心墙坝应力变形及裂缝扩展研究

心墙拱效应是威胁超高心墙堆石坝安全的一个重要因素．通常采用心墙掺砾来减弱拱效应，但即便是掺砾情况下超高砾质土心墙堆石坝往往仍存在较大的心墙拱效应，且过多掺砾易形成渗流通道，不利于大坝防渗．考虑向砾质土中加入固化剂来制备胶结砾质土心墙料，以提高其变形模量，减弱心墙拱效应．以西南某高堆石坝为例，对不同固化剂掺量下胶结砾质土心墙堆石坝开展应力变形有限元数值模拟，分析胶结砾质土心墙坝的应力、变形等性态；同时，采用扩展有限元法(XFEM)分别对心墙上、中、下3个部位预设的裂缝进行正常蓄水期及水位超坝顶两种工况下的裂缝扩展模拟，以分析固化剂掺量对胶结砾质土心墙裂缝扩展的影响．结果表明：心墙固化剂掺量的增加可有效减弱大坝心墙拱效应，改善心墙抗水力劈裂性能；坝体应力水平及位移变化率均随着固化剂掺量的增加而减小，在一定程度上避免坝体因剪应力过大或变形不协调而发生破坏；心墙上部预设裂缝更易发生扩展，固化剂的掺加可有效抑制心墙裂缝的扩展，避免形成渗流通道．可见，胶结砾质土可为超高堆石坝心墙坝料选择提供一种新的可能．     

新型混凝土-堆石混合坝的基本力学特性

吸收堆石坝和混凝土重力坝的优点并克服其缺点,提出了一种新型的混凝土-堆石混合坝技术,该坝型的特点是：坝体由上游带支墩的混凝土墙和下游堆石体组合而成,支墩设在混凝土墙后并以一定距离分布,混凝土墙和堆石体之间设置垫层和过渡层。以某心墙堆石坝工程为对象建立了混合坝数值模型,分析混合坝在竣工和蓄水工况下的坝体应力和变形特征,并与原心墙堆石坝工程性状进行对比分析。研究表明：混凝土墙后土压力呈非线性分布;混凝土墙受力以压弯为主,最大拉应力出现在墙踵处;支墩受力以弯剪为主,最大拉应力出现在支墩与混凝土墙连接处;堆石体整体应力水平比心墙堆石坝降低,安全性有较大幅度提高。技术经济分析比较表明,与心墙堆石坝相比,混合坝具有安全稳定、保护环境、节约材料等优点。     

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。     

临近城市高层建筑隧道基坑围护结构变形控制

以新苔井山隧道右线明挖段近接小区高层建筑(构)为背景,通过FLAC3D模拟明挖隧道近接高层建筑的施工过程,主要对围护结构、地表沉降、建筑沉降、基坑底部隆起等进行系统分析,并将结果与现场监测数据进行对比。结果表明：(1)围护结构的变形属于复合型变形,最大水平位移为23.32 mm;(2)地表沉降为动态变化过程,无建筑侧沉降变形形式符合正态函数;(3)建筑距离基坑距离越小,沉降值越大,反之越小,最大沉降值为5.39 mm;(4)底板的施作对于基坑隆起有很好的抑制作用,整体变形表现为M形,周边土体的整体变形趋势都是向应力缺失的方向。     

黄土山区贴坡填方地基的变形特性

为了研究贴坡填方地基的变形特性,依托兰州市某黄土“削峁填沟”工程,开展贴坡填方地基沉降及水平位移监测,借助有限差分数值分析,研究了回填土压实度、坡面坡度、回填高度的影响.结果表明,贴坡填方地基沉降及水平位移均随着时间呈两段式增长,水平位移进入缓慢发展期的时间晚于沉降,原状土地基沉降在总沉降中占比大.竖向平面内沿水平方向,距离坡顶越近沉降越小、水平位移越大;沿深度方向,深度越深,沉降及水平位移均越小,土体深度方向水平运动不协同.压实度、坡度、高度对土体运动矢量长度、方向的影响效果不同,对变形控制的重要性依次为压实度>高度>坡度.实际工程应控制压实度>0.93,尽量减小坡度和一次性填筑高度.     

高寒地区沥青混凝土心墙坝有限元数值分析

为优化设计和指导施工,基于邓肯张E—B非线性弹性本构模型,采用三维非线性有限元法建立坐落于青藏高寒地区的某沥青混凝土心墙堆石坝的实际地质地形模型,研究分析竣工期和正常蓄水位期,坝体堆石体与沥青混凝土心墙的应力变形特性,讨论温度变化对沥青混凝土心墙工作性能的影响。结果表明:两种工况下,大坝堆石体位移等值线的分布规律基本相似,蓄水期上游堆石体受水浮力的作用位移相对于施工期有减小的趋势,而下游堆石体位移则有增大的趋势;堆石体应力分布规律也比较规则,从坝基至坝顶呈现出逐渐增大的趋势,基本全受压;寒区温度变化对本工程沥青混凝土心墙的工作性能影响较小。研究成果为相关工程的设计、施工及稳定安全运行提供参考。     

分数黏弹性可压缩油气井管杆准静态响应分析

将水平油气井管杆简化为受弹性约束的黏弹性圆柱管模型,采用分数阶黏弹性理论描述管杆的本构关系,并结合弹性力学理论,建立了可压缩黏弹性管杆平衡方程,求解得到了可压缩管杆体的黏弹性应力位移解析解.数值算例的分析结果表明:分数阶导数数值越大,所对应的管杆内壁处的初始应力越大,圆柱管内壁处的径向和环向应力值越大,所对应的竖向应力的上升段越大,管杆的竖向应力稳定值越大;外围套管泊松比越大,径向位移值越小,所对应的径向应力值越小,泊松比的大小对环向应力的影响并不明显,会对径向应力产生显著影响;套管的弹性模量对径向位移的影响较小;模型常数比越大,所对应的径向和环向应力值越大;外围套管的厚度对柱管内壁处的环向应力的影响很小,厚度越大,内壁所受的径向应力越大,竖向应力值会减小.     

夕昌水库混凝土面板堆石坝施工及运行期有限元仿真分析

为研究夕昌水库混凝土面板堆石坝内的应力应变分布规律,对该坝进行了施工及运行期的参数化有限元仿真。仿真结果表明:施工期和运行期的最大沉降量分别为28.9 cm和36.6 cm,发生于标准断面约1/2处;施工期和运行期两侧坝体产生的水平位移,由于水压力的平推作用差别较大;竣工期坝体标准断面第一主应力最大值分别为1.46 MPa和1.56 MPa,第三主应力最大值分别为0.51 MPa和0.62 MPa。仿真结果基本符合混凝土面板堆石坝施工及运行期的应力应变规律。     

瀑布沟心墙堆石坝地震反应三维非线性分析

基于静力分析中的双曲线本构模型与增量迭代非线性算法和动力分析中的等价线性化法 ,开发了土石填筑坝及其地基静应力、变形和地震反应的三维非线性计算程序 .进而针对瀑布沟心墙堆石坝的实际河谷形状及局部地质条件 ,对其坝体及地基进行了数值计算 ,为工程设计提供了参考依据     

河床地形对面板堆石坝应力变形影响分析

河床地形是影响面板堆石坝应力变形特性的重要因素.应用非线性有限元方法,对坝基倾向下游及河床中部存在凸起的某在建面板堆石坝进行研究,得出存在该地形的面板堆石坝的应力变形规律.结果表明:坝基倾向下游地形会扩大坝体向下游位移区域、增大向下游位移数值并使最大沉降位置向下游偏移;同时会使面板靠近趾板附近产生拉应力;河床中部凸起地...