地震作用下混凝土坝的老化损伤分析

为合理评价现役混凝老化土坝的抗震安全性,基于线弹性理论,结合衰减函数建立了老化损伤模型,分析 了某水电站现役混凝土坝的动力响应。计算结果表明,老化对坝体的动力损伤影响显著,现役混凝土坝抗震安全 评价方法的改进为抗震安全问题的进一步研究奠定了基础。     

复杂地基下重力坝抗滑稳定可靠度分析

针对复杂地基条件下重力坝不同抗滑稳定评估方法的适应性问题及传统刚体极限平衡法中多滑面功能函数难以显式建立的现状,在传统安全系数评估方法的基础上,构建了失效通道的抗滑稳定功能函数,结合响应面方程和验算点法进行抗滑稳定可靠度分析,提出了考虑失效模式间相关性的基于条件概率降维法（DRMCP法）的复杂地基重力坝多通道失效的串联体系可靠度计算方法,实现了对复杂地基情况下的高混凝土重力坝抗滑稳定安全可靠性进行分析。某高重力坝实例分析结果表明,地基材料的复杂性、变异性造成同一滑移通道安全系数与可靠度并非完全对等,复杂地基情况下体系可靠度主要取决于最薄弱通道的单点可靠度。     

基于烟花算法的重力坝坝基模量在线反演分析

针对混凝土坝材料力学参数反演过程中存在寻优性能不高、反演效率低的问题,提出一种基于烟花算法的重力坝坝基模量反演分析的方法,并利用Python语言编制基于烟花算法的在线反演分析系统,将测点的有限元计算的位移值与实测值的残差加权平方和作为目标函数,利用爆炸火花、高斯变异火花和精英选择策略等建立烟花算法模型,在可行域内搜索最优反演参数,再应用Python轻量级框架Flask进行坝基模量反演分析模块开发,最后应用开源可视化库Echarts在Web端展示有限元分析结果信息。实际应用结果表明,烟花算法寻优能力很强、算法收敛速度快,测点计算位移值与监测值吻合较好,说明该算法在混凝土重力坝坝基模量中具有一定的实际应用价值。     

基于分项系数极限状态法与突变理论的重力坝深层抗滑稳定分析

针对传统方法在重力坝深层抗滑稳定分析中存在的问题,以某实际工程为例,建立重力坝有限元强度折减计算模型,并考虑荷载分项系数和坝基及软弱层的材料分项系数,通过逐步降低材料强度参数,利用ANSYS软件确定大坝关键节点水平位移与坝踵下方软弱层上、下两点位移差随折减系数变化的关系,引入尖点突变理论得到大坝深层抗滑稳定安全裕度为1.29,对重力坝的稳定性进行了判别。     

基于有限元超载—折减综合法的重力坝深层抗滑稳定性分析

针对某混凝土重力坝坝基存在3层粘土软弱夹层可能引起坝基深层滑动问题,提出了有限元超载—折减综合法,利用ANSYS有限元分析软件构建了该坝溢流坝段深层抗滑稳定分析模型,通过关键点水平位移的变化判断坝基深层滑动失稳情况,进而求得坝基抗滑稳定安全系数介于3.00~3.25之间。与刚体极限平衡双斜面法及强度折减法、超载法相比,有限元超载—折减综合法所得抗滑稳定安全系数接近于前三者的平均值（3.02～3.32）,评价结果更偏于安全。     

考虑混凝土老化的重力坝可靠度分析

为分析混凝土老化导致重力坝可靠度下降问题,考虑大坝及坝基为弹性边界条件,采用模态变换解耦运动方程,再借助于Outaloup滤波器近似,通过传递函数形式将分数阶模式表示为整数阶模式,进而将传递函数转换为含分数阶的振动状态方程;引入虚拟激励法推导出位移响应下的目标方差,采用阻尼抽取法推导出大坝混凝土老化的可靠度及可靠性变化率。实例分析表明,在位移响应目标位移保持不变时,方差越大,可靠度越低;而当位移响应目标方差保持不变时,目标位移越大,可靠度越高。     

齿墙结构对重力坝深层抗滑稳定安全性能的影响

为分析齿墙结构对重力坝深层抗滑稳定安全性能的影响，以乌河水库软弱夹层为例，应用ANSYS 软件，采用有限元强度折减法和最大剪切强度允许相对位移失稳判据分析了齿墙宽度、坡度以及位置对重力坝深层抗滑稳定性安全系数的影响。结果表明，齿墙坡度对重力坝深层抗滑稳定安全性能的影响小于齿墙宽度；相同条件下在坝趾处设置同等规模的齿墙可更好地发挥抗滑作用，为齿墙的优化设计及重力坝除险加固提供了参考。     

MCE地震作用下全坝段三维碾压混凝土重力坝动位移分析

碾压混凝土重力坝切割式横缝接触面存在一定初始强度,忽略该强度与坝体实际运行状态差异较大。对此,基于ABAQUS有限元分析软件,考虑各相邻坝段间的相互作用力和切割式横缝接触面初始强度,对全坝段三维光照碾压混凝土重力坝—地基—库水体系进行有限元数值模拟,分析了碾压混凝土重力坝在最大可信地震作用下的动位移响应。结果表明,忽略碾压混凝土重力坝切割式横缝接触面初始强度会降低坝体动位移响应程度,且三维数值模型相对于二维更能反映重力坝各相邻坝段间相互作用行为,对高碾压混凝土坝非线性动力响应理论研究有一定参考价值。     

基于综合判据的重力坝深层抗滑稳定性分析

为研究层状岩体坝基上的重力坝深层抗滑稳定性,以某混凝土重力坝溢流坝段为例,采用单软弱夹层分析法和双软弱夹层分析法两种建模方法,综合D-K曲线特征、相关性检验结果、塑性区分布以及接触面状态分析,确定了坝基的深层抗滑稳定安全系数,进而揭示了地基塑性破坏导致坝体失稳的机理。     

冬季浇筑碾压混凝土坝温控防裂研究

针对冬季浇筑的碾压混凝土坝垫层、坝踵及坝体表面开裂问题,以官地碾压混凝土重力坝为例,采用三维有限元法仿真计算了非稳定温度场和应力场,并分析了开裂机理,提出了防裂措施.结果表明,适当的表面保温和通冷却水能有效防止裂缝的产生.为工程中确定合理的温控防裂措施提供了参考依据.     

混凝土坝位移的季节周期趋势分析法

随着大坝变形观测技术的发展,人们越来越重视变形观测资料的分析研究。混凝土坝位移的季节周期趋势分析法是对大坝变形资料分析处理的新方法。这种方法对具有周期,趋势性变形混凝土坝的实测资料进行分析研究,建立季节周期趋势模型以后,再用新观测资料不断修正模型进行滑移式预测预报、精度较高、效果理想。     

高寒地区强约束区大体积混凝土基础容许温差的仿真计算

工程中通常采用规范查表的方法来确定混凝土基础容许温差,但在高寒地区强约束区依照查表方法得到的夏季容许最高温度较低,实践中难以实现。针对高寒地区强约束区混凝土稳定温度低、夏季浇筑温度高的特点,分别采用按规范公式估算方法和仿真计算方法计算了高寒地区强约束区大体积混凝土基础容许温差。结果表明,在考虑混凝土徐变、早期温升预压应力、块体浇筑计划、混凝土自重等因素后,仿真计算方法可给出更为合理、更易实现的混凝土基础容许温差。     

混凝土拱坝位移时空分布确定性模型

为监控新建坝的安全运行,针对坝体锂有一定数量正倒垂线及温度计的特点,提出了采用温度位移栽常数和“开关函数”建立混凝土拱坝位移时空分布确定性模型的方法。     

红粘土塑性混凝土防渗墙与覆盖层变形协调性及防渗影响研究

为探究单掺红粘土塑性混凝土防渗墙在云南省斜墙土石坝除险加固中的可行性,采用三维有限元法分析了云南省某粘土斜墙下红粘土塑性混凝土防渗墙的应力变形规律,计算中防渗墙及坝体的本构模型采用邓肯张E-B模型,对不同水位下的防渗墙进行模拟计算,探究校核洪水位、正常蓄水位和死水位下防渗墙及覆盖层的变形协调变化规律及防渗效果。计算结果显示,坝体、防渗墙及覆盖层的应力应变均在合理范围内,大部分顺河向变形协调性较好,墙体各应力值均未达到破坏值,且防渗效果显著。     

最小二乘支持向量机在某混凝土重力坝弹性模量反演中的应用

针对某混凝土重力坝大坝弹性模量反演的主要方法不能描述坝体位移与弹性模量之间的复杂非线性关系、反演时间长等问题,利用有限元分析软件ANSYS获得大坝在不同水位、不同弹性模量下的水平位移,以不同水位工况下的位移相对值与对应的大坝弹性模量作为最小二乘支持向量机的训练样本,建立基于最小二乘支持向量机的大坝弹性模量反演模型;基于大坝位移实测资料,构建位移统计模型并分离出不同水位工况下的大坝实测位移水压分量的相对值,将其作为大坝弹性模量反演模型的输入量,输出量即为大坝弹性模量的反演值。结果表明,采用基于最小二乘支持向量机的反演模型反演坝体、坝基的弹性模量的结果合理可信,为评价大坝运行状态提供了依据。     

防渗墙裂缝对沥青心墙坝坝基渗流的影响

针对防渗墙在施工和运行过程中可能出现裂缝,高压渗水对坝基渗透稳定性造成影响的问题,以新疆大河沿水库工程为例,应用渗流有限元法,建立坝址区三维有限元模型,研究了防渗墙裂缝型式和裂缝宽度对坝基渗流场的影响,并分析了裂缝出现后土体渗透破坏的范围。计算结果表明,防渗墙完好情况下,坝基渗透稳定满足要求;防渗墙出现裂缝时,坝基土体可能会发生渗透破坏,并且上部横向裂缝比竖向裂缝对坝基渗流场影响更大,同时裂缝宽度也会对坝基渗透破坏范围产生较大影响。     

基于随机有限元的混凝土重力坝可靠度分析

在线弹性有限元法基础上将荷载与抗力作为随机变量,根据单元可靠指标计算公式编制了可靠度计算程序。通过对混凝土重力坝单元可靠度计算,分析了混凝土重力坝坝体可靠度分布规律、破损位置及失效概率。结果表明,该方法是混凝土重力坝安全评价的一种行之有效的方法。     

防渗墙下游高压旋喷加固区强度对深覆盖层处面板堆石坝防渗系统变形的影响

针对深覆盖层上面板堆石坝的防渗系统变形较大问题,提出对防渗墙后侧一定范围内地基进行旋喷加固处理,并对不同的旋喷加固参数及加固范围设定了不同的加固方案,采用有限元数值分析法就不同旋喷加固方案对大坝防渗系统变形性状的影响进行了技术论证。计算结果表明,防渗墙后侧设置一定范围的旋喷加固区能有效地改善由混凝土面板、趾板、连接板和防渗墙组成的防渗系统的变形,面板缝、周边缝及其他接缝的三向位移变形也有所减小。     

考虑冻融作用的混凝土拱坝结构可靠度分析

混凝土拱坝在长期运行过程中,坝体材料受冻融作用易产生劣化效应,影响其结构可靠性和服役寿命。但目前考虑材料劣化作用的拱坝安全性态分析研究较少,不利于拱坝工程长效安全运行。对此,基于实测数据建立了混凝土材料力学性能冻融劣化模型,分析温度荷载、水荷载及材料强度等因素的不确定性,结合某混凝土拱坝实际工程,基于有限元等效应力法与一种改进收敛准则的响应面法,研究了冻融作用下拱坝结构可靠度时变过程。结果表明,随着劣化程度加深,受坝体材料"变软"影响,拱坝结构可靠度初期略微提升,后由于材料强度降低可靠度迅速降低,最终趋于平稳。多年运行后混凝土拱坝结构相对脆弱,日常运行中对两岸拱端等薄弱部位应加强监测与维护。