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.     

基于模量逐步软化的真拟静力永久变形计算方法

基于地震整体变形分析原理,针对传统的等效节点力法和软化模量法无法全面考虑土体在地震荷载作用下的软化效应和体积收缩特性等问题,提出了一种较适合高心墙堆石坝的永久变形计算方法.该方法在动力时程分析中重点考虑了逐渐累积的残余剪应变和残余体应变对应力应变关系的软化效应,同时考虑了各时段残余振动孔压引起的最大动剪切模量的衰减效应.算例分析表明,考虑模量逐步软化的拟静力永久变形计算方法既可以较为真实地模拟地震实际情形.又能够得到坝体各部分永久变形的发展和累积过程.     

强震区域土石坝地震永久变形的计算

1 前言目前,土石坝地震永久变形的分析方法大体上可分为整体变形法和滑动体位移法.一旦坝体在地震过程中出现裂缝,基于连续介质力学的"整体变形法"的应用就受到了限制.国外一些学者在验算上圣佛南多坝的地震永久变形时曾人为地降低通过坝断面中心线上各单元的剪切模量,但计算结果仍明显地小于实测值;我们在计算面板堆石坝的地震永久变形时     

面板堆石坝地震永久变形计算方法研究

针对面板堆石坝提出一种地震永久变形的计算方法,该方法以滑动本位移分析法为基本出发点,首先利用有限单元法对面板堆石坝进行静、动力反应分析;然后采用数学规划法,求解地震过程每一时间步的最小抗滑稳定安全系数及相应的滑裂面位置,从而得出整个地震过程中坝体的最危险滑裂面;在最危险滑裂面引入无厚度接触面单元,重新进行有限元动力反应计算,计算出滑裂面各单元的地震永久变莆,结果表明本方法具有合理性和实用性。     

高混凝土面板堆石坝设计新理念

在分析混凝土面板堆石坝40多年经验设计及其不完全性的基础上,提出了高混凝土面板堆石坝设计新理念,即针对坝址的地形地质条件与料源情况,进行稳定安全设计、渗流安全设计和变形安全设计,阐述了稳定、渗流、变形安全设计的原则和要点,强调了变形协调原则和理论指导设计的重要性。     

深覆盖层上的高混凝土面板堆石坝研究

用三维非线性有限元方法研究了混凝土面板与地基防渗墙组成的坝体防渗结构的应力和变形。分析了趾板和防渗墙的连接型式、线路布置、施工程序对应力变形的影响。研究结果表明：先填坝至半高，然后打设平直的混凝土防渗墙，其应力变形不超过限值，使深覆盖层地基混凝土防渗墙上的高混凝土面板堆石坝在技术上可行。     

浅谈预防砼面板堆石坝趾板混凝土裂缝产生的施工方法

砼面板堆石坝在全世界水利水电行业作为水库坝型屡见不鲜,其主要由坝体及防渗系统组成。而趾板作为防渗系统的重要组成部分,它是连接地基防渗体与防渗面板的混凝土板,保证面板与河床、岸坡之间的不透水连接,故趾板混凝土对砼面板堆石坝防渗系统起着承上启下的作用,是防渗系统不可或缺的载体。而趾板混凝土裂缝在施工过程中较难把控,同时也是保证面板堆石坝防渗系统完整性的至关重要一环。该文主要围绕怎么预防趾板混凝土产生裂缝展开,为面板堆石坝防渗系统的完整性奠定坚实基础。     

观音岩水电站混合坝插入式接头的抗震性能

观音岩水电站混合坝插入式接头高度达71,m,是大坝结构的薄弱环节,接头的动静安全直接关系到工程全局.以薄层单元模拟插入式接头中堆石坝心墙与混凝土的接触面,堆石和心墙料采用Hardin非线性动力本构模型,在三维非线性静力分析基础上,基于时程法对大坝连接坝段进行了地震动力分析,揭示了在地震过程中接头部位接触面的开合变形性态、剪切破坏及地震永久变形情况.三维非线性仿真分析的结果表明:在设防烈度地震作用下,土质防渗体与混凝土坝接触面仅在靠近顶部和两侧部位发生一定张开,张开度较小,张开持续时间短,接触面并未形成贯通的张开面;接触面剪切破坏范围较小,顶部具有一定程度的永久变形.综合来看,插入式接头的抗震安全性是有保障的.     

深覆盖层上混凝土面板堆石坝地震反应分析

利用三维线性有限元动力分析法研究了地震区深厚覆盖层地基上高混凝土面板堆石坝的地震反应。分析中考虑堆石的动力非线性及地震时坝体动水压力作用，提出了深厚覆盖层地基中细砂透镜体的液化分析方法。结论认为；位于８度烈度地震式深厚覆盖层地基上的混凝同板堆石坝，趾板建于地基混凝土防渗墙顶部，地震反应在容许范围内；深厚覆盖层地基中的细砂透镜体在较高围压作用下不会液化。     

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。     

复杂地形条件下高面板堆石坝的应力变形特性

运用三维非线性有限元法对某复杂地形条件下高面板堆石坝的应力变形进行预测,重点分析了高陡岸坡和起伏突变的地形边界对分期施工的高面板坝应力变形特性的影响.结果表明:高陡岸坡边界对大坝堆石体的应力变形影响不明显,但对面板应力变形和周边缝的变位影响较大,尤其是高陡斜坡时,对面板有明显的向河床方向的束窄作用,导致该处附近面板呈现较大拉应力区和周边缝基本都呈拉开状态;起伏突变的地形对大坝堆石体的应力变形很不利,应进行相应的技术处理.     

宜兴抽水蓄能电站沥青混凝土面板坝稳定和变形分析

江苏宜兴抽水蓄能电站枢纽工程上水库主坝为沥青混凝土面板堆石坝,坝址区地形地质条件复杂,下游面最大高差达285m,呈覆盖于建基面上的贴坡体形状．对此坝体选取代表性断面进行稳定分析,采用三维非线性有限元进行变形计算．计算显示,该坝坡的抗滑稳定安全系数满足规范要求,坝体内变形和应力水平均不大,不会发生剪切破坏．     

混凝土面板堆石坝面板裂缝光纤传感技术研究

根据室内实验和现场试验的结果 ,首次提出了混凝土面板堆石坝面板裂缝监测的分布式光纤传感网络 ;研制了光纤与混凝土面板胶结的专用材料 ,将光纤传感网络胶结在混凝土面板表面 ,且与预期混凝土裂缝斜交     

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.     

土石坝流变非线性分析

采用流变学理论,选取Ｍａｘｗｅｌｌ模型和Ｈ＝Ｋ模型模拟土石料的流变特性,探讨土石料流变特性对土石坝应力、位移的影响,对梅溪混凝土面板堆石坝实例进行计算分析,结果表明考虑土石料的流变特性能更准确地反映土石坝施工期和运行期的实际工作性态。     

覆盖层地基上混凝土面板堆石坝优化设计研究

根据覆盖层地基上面板堆石坝坝型的结构及受力特点、变形特征,将最优化理论与方法应用到此类坝的设计中。对采用混凝土防渗墙处理坝基渗流,用水平趾板连接面板与防渗墙结构型式的面板坝,建立了优化设计数学模型。对工程实例进行断面优化设计,获得了合理的成果。     

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。     

混凝土的热湿传导耦合分析

为研究混凝土体的温度和湿度变形及开裂,根据多相体系非连续介质中的热质耦合传导理论对混凝土的热湿状态和耦合传导进行了研究。应用简化的热湿耦合方程,提出对混凝土中温度场和湿度场进行数值计算的方法,并根据多孔介质微观物理模型和利用测量混凝土内湿度的简便方法提供数据来确定计算格式中的质扩散系数和热质扩散系数。计算结果与实验结果吻合良好。这说明该算法可用于碾压混凝土拱坝表面和堆石面板坝的结构设计。     

深覆盖层上沥青混凝土心墙堆石坝动力分析

利用三维非线性动力有限元方法及笔者编制的三维动力程序，对深覆盖层上沥青混凝土心墙堆石坝的动力特性进行了详细分析，笔者将Ｒ．Ｗ．克拉夫提出的关于混凝土坝的处理方法移植到堆石坝动力分析中，从而可利用地面波求解覆盖层上堆石坝的动力结构问题。通过实例计算和分析，表明覆盖层的分布对其上堆石坝的地震响应影响较大。