混凝土高面板堆石坝流变分析

针对高面板堆石坝的应力变形特性,分析了堆石体的流变机理,提出了一个能够反映堆石长期变形特性且易于通过反分析方法确定参数的堆石流变模型.研究了公伯峡电站面板堆石坝在不计入堆石流变和计入堆石流变两种情况下的面板坝的应力变形分布范围和形态,以及计入堆石流变后对面板和周边缝所产生的各种影响与程度.     

公伯峡面板堆石坝应力变形及材料敏感性分析

基于邓肯E～B模型,对公伯峡面板堆石坝施工期和蓄水期的应力变形进行了非线性有限元仿真计算,研究了其应力变形的变化及分布规律;对主堆石体主要材料参数进行了敏感性分析,探讨了其对高面板堆石坝应力变形的影响特点。     

基于修正Verhulst模型的面板堆石坝沉降预测

通过分析面板堆石坝沉降和Verhulst模型的特征发现,堆石体沉降随时间的变化曲线与Verhulst模型曲线形似。但是,Verhulst模型在预测沉降时,前期预测值与实测值差距较大且预测最终沉降量偏小。为了克服这一不足,提出采用修正的Verhulst模型预测堆石体的沉降,预测结果表明,修正模型可有效提高沉降预测精度,预测面板堆石坝最终的最大沉降量更为合理。     

200 m级面板堆石坝面板脱空影响因素分析

目前针对200 m级高面板堆石坝面板脱空机理的研究较少,而国内已建的部分高面板堆石坝均出现不同程度的面板脱空现象。为研究面板脱空影响因素,利用三维非线性有限元对高面板堆石坝进行全方位结构计算,从力学机理上对面板脱空的主要影响因子（堆石流变、施工分期和筑坝材料等）进行深入分析。结果表明,200 m级高面板堆石坝面板脱空受多种因素的相互影响,堆石体流变使面板脱空趋势变大,抗剪强度高的堆石体可减小面板脱空范围,优化施工顺序对控制面板脱空有利。     

200 m级面板堆石坝流变分析

针对堆石流变会引起200 m级面板堆石坝面板脱空、压坏等现象,采用沈珠江三参数流变模型对200m级混凝土面板堆石坝进行三维有限元计算,对比了不考虑堆石料流变的计算结果,并分析了堆石料流变特性对坝体和混凝土面板应力变形及面板接缝变形的影响.结果表明,堆石流变较大程度上改变了坝体和面板的变形与应力.     

基于BP神经网络的面板堆石坝参数反演分析

高面板堆石坝的有限元计算分析中本构模型与模型参数的选取至关重要,尤其模型参数的选取与实际参数存在一定的差异性。根据面板堆石坝的特点,结合实测资料,基于BP神经网络选用合理方法构造参数训练样本,并给出了参数反演步骤,对坝体主、次堆石区的邓肯E-B模型参数反演与三维有限元进行了比较分析,计算结果与实测资料较为吻合。     

西龙池面板堆石坝应力变形三维有限元分析

分别采用邓肯E-B模型和沈珠江双屈服面模型模拟堆石坝体、利用线弹性模型模拟沥青混凝土面板进行有限元变形及应力计算分析,并对两种不同模型在竣工期和蓄水期坝体堆石和面板的应力变形规律进行了比较.结果表明,对外凸反拱曲线型面板堆石坝,邓肯模型计算的面板拉应力较大与实测不符,而弹塑性模型的计算结果则较合理.     

挤压边墙对面板堆石坝结构性态的影响分析

为深入了解挤压边墙施工对面板及堆石体应力和变形的影响,以柬埔寨某混凝土面板堆石坝为例,采用三维非线性有限元法建立了坝体三维有限元模型,对比分析了采用传统施工法与挤压边墙施工法时大坝应力和变形的变化规律,研究了挤压边墙对堆石体和面板应力和变形的影响。结果表明,正常蓄水位工况下采用挤压边墙施工对堆石体的应力和变形影响不明显;混凝土面板的顺坡向压应力减少约400kPa,拉应力区明显减小,拉应力值减少约800kPa,面板挠度减少约20mm,可见面板的受力状态和挠度有较大改善。     

高面板坝大坝观测资料反馈分析

针对高面板堆石坝的应力变形特性，分析了堆石体的流变机理，研究了大坝观测资料反馈分析方法，对流变模型进行了改进，并通过工程实例得到了验证。     

面板堆石坝堆石体施工进度实时仿真系统研究及应用

在面板堆石坝施工过程中,由于需要考虑的因素众多,因此坝体实际填筑进度与计划进度很难达到一致。为了提供合理的施工方案以便准确完成施工进度计划,基于成熟的仿真理论并结合数据库技术,通过面板堆石坝仿真系统参数确定、施工仿真系统假定、仿真系统约束条件、坝面流水作业参数确定,开发了面板堆石坝堆石体施工进度实时仿真系统,还添加了工程进度实时控制模块,对整个施工过程进行数值仿真计算,再通过可视化技术和信息管理技术对计算图、结果表等多种形式、各种信息进行归纳、分类和整理,辅助面板堆石坝施工管理和决策,并根据实际施工进度反馈的信息对仿真系统进行动态调整,从而与实际进度相吻合。最后通过实例分析,得到实际填筑强度、计划填筑强度与调整后填筑强度对比图,不仅为施工管理人员提供了有效的辅助分析工具,而且提高了工作效率。     

基于子模型的高面板堆石坝周边缝变形分析

采用邓肯E-B模型模拟面板堆石坝体时考虑某高面板堆石坝面板分期施工与浇筑的特点,建立准确模拟面板特性的子模型,用接触面单元模拟坝体与面板的接触面及面板缝的相互作用,分析了该高面板堆石坝在稳定期、蓄水期和校核洪水期的面板周边缝变形规律,研究了周边缝随上游水位的变形规律,探究周边缝变形量和坝体整体变形规律,并与类似坝高的面板堆石坝结果进行比较。结果表明,该高面板堆石坝模型在不同时期的周边缝变形符合工程实际,在可接受范围内;靠近河床的面板的垂直缝基本上为受压缝,靠近两岸山体的面板垂直缝为张开缝;周边缝三向位移随上游水位的变化及顺坝轴向呈现一定的规律,与坝体沉降有一定的联系。     

Accelerated material data generation for viscoplastic material models based on complex LCF and incremental creep tests

Viscoplastic material models are quite important for realistic characterization of deformation behaviour of high-temperature components. However, their material parameter adjustment is expensive and usually requires extensive material testing. The high-temperature deformation behaviour of cast iron GJS X SiMo 4.1 was determined by accelerated complex material testing methods in order to establish a cost-effective identification of viscoplastic material model parameters. Incremental creep tests with mixed-load and temperature steps, together with relaxation and stepped-tensile tests, were carried out in order to determine the stress-dependent creep strain rate at characteristic temperatures and stresses. The cyclic plastic deformation behaviour was studied with complex low-cycle fatigue (C-LCF) evaluations at varying strain rates, amplitudes and temperatures. Thereafter, the results were employed to identify material model parameters of a Chaboche-type viscoplastic material model, which was applied to represent the cyclic deformation and creep behaviour with a correct representation of strain-rate effects at low strain rates.     

基于改进Harris函数的岩石蠕变损伤模型及二次开发

针对水电工程中岩石蠕变变形现象,以泥岩为例,开展三轴压缩蠕变试验。基于蠕变试验结果,引入Harris函数,建立一种新的蠕变损伤演化方程。引入一个非线性粘塑性体,与Burgers模型串联并进行损伤演化,从而建立一个新的非线性粘弹塑性蠕变损伤模型。对该模型的三维差分形式进行推导,在FLAC3D平台上利用C++和FISH编程进行二次开发,实现该蠕变损伤本构模型的自定义。利用数学优化软件1stOpt求取模型参数,将该自定义模型及参数应用于三轴压缩蠕变试验的模拟,还原实际试验条件,对比试验数据和模拟值,验证该损伤本构模型的合理性及模型参数的正确性。研究结果可为岩石蠕变损伤本构模型的构建及类似蠕变本构模型的二次开发提供参考。     

小浪底坝过渡料的强度与变形特性及缩尺效应

在分析堆石料强度与变形特性影响因素的基础上,通过大量室内对比试验研究了小浪底水利枢纽工程大坝过程渡料的强度与变形特性,以及室内试验缩制而产生的缩尺效应,提出了确定筑坝材料－原型堆石料强度,变形特性以及本构模型计算参数的方法。     

基于云模型的土石坝渗流安全风险模糊综合评价

针对土石坝渗流安全风险评价指标存在模糊性和随机性的问题,在传统模糊综合评价模型的基础上引入云模型,建立基于云模型的土石坝渗流安全风险模糊综合评价模型。选取渗透坡降等12个指标构建评价指标体系,采用AHP法确定评价指标权重,由安全风险等级和评估数据分别推求标准云和评价云数字特征值,通过计算标准云和综合云的相似度给出评价结果。将该模型应用于已建土石坝工程的渗流安全风险评价中,计算得到综合云与标准云的最大相似度为0.800,进而给出该土石坝渗流安全风险等级为"较低风险",通过与传统模糊综合评价模型对比发现,该模型评价方式更为客观,评价结果更为全面。研究成果可为土石坝安全评价和加固提供参考。     

土工格栅加筋土石坝的试验和数值模拟研究

为进一步了解土工格栅加筋土石坝的变化特性,对土工格栅和堆石料接触面特性进行了拉拔试验,发现接触面上的剪应力较大,且随上覆压力的增加而增加;试验拉拔位移主要为土工格栅的伸长量,接触面上的相对位移较小,因此加筋土石坝数值模拟应设置土工格栅和堆石料接触面变形协调,并将试验结果应用于加筋土石坝的数值模拟中,分析了土石坝加筋前后应力变形特性和动力响应的变化规律。结果表明,加筋对土石坝变形的抑制效果主要体现在地震工况下;加筋后坝体的地震永久变形有所减小,加筋对顺河向的地震永久变形抑制效果大于震陷;加筋后顺河向永久变形指向下游,最大震陷位于坝顶。     

三江水库大坝应力变形三维仿真分析

针对三江水库地质条件复杂和大坝填筑料多样等特点,采用非线性模型对大坝施工期和运行期进行三维仿真分析,并对堆石体主要参数进行敏感性计算分析。结果表明,三江大坝结构设计合理,坝体变形和应力、面板挠度和应力、接缝变形等分布符合一般规律。