天花板拱坝坝肩稳定分析及处理措施研究

采用刚体极限平衡法和有限元方法对天花板碾压混凝土拱坝进行了坝肩稳定分析,以抗滑稳定安全系数对坝肩稳定进行评价和研究,分析坝体在各种工况下的稳定性.针对坝肩安全储备相对不高,有针对性地采取了稳定处理措施,提高了坝肩的整体性和安全性.     

低渗透饱和岩石加载时体积弹模与孔隙液压的关系

低渗透率饱和岩石受单轴压力作用时，由于其本身结构的变形，使得孔隙的液体也受压。受压的孔隙液体通过与外界相通的微小管道排出，使得孔隙液体压力降低，于是外力转嫁给固体结构，通过相应调整适应这种变化。这样，通过一系列的排液变形和调整，最终达到平衡。定量给出了饱和岩石内孔隙液压的前期变化过程、岩石结构受力过程以及饱和体体积弹模的变化过程，并通过试验验证了这一现象的变化过程的合理性，展示了岩石由于结构浸水、胶质软化而在后期刚度下降。     

饱和软岩受压硬化、强度折减及本构模型

单轴压试验验证了常见低渗透的饱和软岩受压前期刚度加大、强度减小。引进孔隙水影响因子建立了饱和软岩本构模型。有限单元法计算结果表明，该本构关系的计算结果和试验相似，也反映了孔隙水承担部分压力荷载，并在材料中产生了横向拉应力，以及软岩的饱和强度折减现象。     

天花板碾压混凝土双曲拱坝温控设计

天花板拱坝坝体体形结构较复杂、河道底部较宽,坝体受基础岩体和两侧坝肩约束作用较强,强约束区混凝土为高温季节浇筑,施工期温度应力非常突出.采用有限元仿真程序,模拟坝体混凝土分层浇筑方式、入仓温度、浇筑厚度等施工参数,考虑混凝土自生体积变形及徐变等影响因素,对坝体温度场及应力进行仿真计算,确定了以坝体内预埋冷却水管通水冷却为重点、其余措施为辅的坝体温控原则,提出了温控的重点部位及其对应的温控措施,有针对性地指导了施工.     

天花板混凝土双曲拱坝坝体应力、坝肩稳定分析

天花板碾压混凝土双曲拱坝进行了非线性有限元分析,同时进行线弹性计算分析,分析比较非线性和线弹性计算结果位移分布基本类似,位移均小于2.5 cm,满足安全要求;坝体应力基本一致,坝体大部分处于弹性阶段,无裂缝。只是在上游面的建基面附近应力差别较大,出现了比较多的拉裂缝,但比较浅。另外采用超载法进行坝肩稳定安全性分析,坝肩稳定满足规范要求。     

大型箱型结构二维非线性有限元分析

为在一般线性分析的基础上更进一步了解结构的受力特点及可能的破坏方式,用二维材料非线性有限元对南水北调中线工程淇河倒虹吸箱型结构进行了分析,成功地模拟了倒虹吸箱型结构在５种较不利工况下的开裂过程,分析了其在５种工况下各自的安全程度,指出了最不利工况．为该设计提供了有价值的参考资料．     

天花板碾压混凝土双曲拱坝抗震设计

天花板水电站拱坝坝体较薄,体形结构较复杂,泄洪建筑物布置有较长的悬挑结构.根据抗震动力分析研究结果,完善了坝体的结构布置,加强了薄弱部位的刚度,增强了结构的整体性.大坝总体强度、刚度和稳定性达到抗震设计要求.     

大型箱型结构二维非线性有限元分析

为在一般线性分析的基础上更进一步了解结构的受力特点及可能的破坏方式,用二维材料非线性有限元对水北调中线工程淇河倒虹吸箱型结构进行了分析,成功地模拟了倒虹吸箱型结构在５种较不利工况下的开裂过程,分析了基在５种工况下各自的安全程度,指出了最小利工况,为该设计提供了有价值的参考资料。     

南水北调中线淇河倒虹吸工程过水变形仿真分析

用二维线性有限元对南水北调中线工程淇河倒虹吸箱型结构进行了仿真分析，使用国际知名软件ANSYS建立了计算模型，模拟了倒虹吸箱型结构在两种工况作用下的变形情况，最大水平位移为2．13cm，最大垂直位移为13．93cm，最大不均匀垂直位移为5．5cm。为淇河倒虹吸箱型结构设计提供了有价值的参考资料。     

天花板碾压混凝土拱坝通水冷却设计

天花板水电站大坝为碾压混凝土双曲拱坝,坝体受水平建基面及两岸基岩约束作用较强,加之高温季节浇筑强约束区混凝土,增大了温控难度.大坝施工过程中采取的主要温控措施之一是在坝体内埋设冷却水管进行分期冷却,冷却水管分部位并按结构分区布置.实践表明,天花板大坝的冷却水管布置及通水冷却方案可以有效控制混凝土温升,冷却效果良好.