基于有限元和突变理论的高拱坝坝体稳定研究

建立了高薄拱坝坝身稳定分析的系列概化模型,采用通用有限元软件ANSYS的屈曲分析功能,计算其稳定超载系数并用突变理论分析了高薄拱坝的稳定问题,分析表明,其稳定性判别结果与有限元稳定计算结果相吻合.     

混凝土拱坝的控制指标分析

拱坝是一种依靠两岸山体来维持稳定的挡水建筑物,其破坏是有多方面因素决定的。文章从拱坝柔度系数的角度出发,对龙巴迪破损曲线研究成果和合理性进行了评论。从拱坝安全上考虑,认为柔度系数可作为混凝土拱坝的控制性指标。     

单元类型和节点数量对拱坝坝体应力的影响

以某100 m拱坝为例,从定量的角度出发,研究了有限单元类型和节点数量对坝体应力的影响。通过分析多种网格剖分方案下的坝体应力结果可得出:①单元阶次和形状与坝体应力有着密切的关系。在进行拱坝有限元应力分析时应尽可能采用形状良好的高阶单元;②随着节点数量的增加,拱坝坝体应力不断增加。当节点数量增加到15 000左右时,采用高阶单元求得的坝体应力已基本趋于稳定。     

小型拱坝抗滑稳定及坝体应力分析

拱坝坝肩岩体稳定是拱坝安全的根本保证,当拱坝坝肩岩体存在软弱结构面或坝肩岩体较软弱时,两岸坝肩岩体应进行抗滑稳定计算,且由于地质情况原因,有时需对坝肩体型进行局部修改,可能对坝身应力产生较大影响。文章主要介绍采用刚体极限平衡法计算坝肩稳定、拱梁分载法计算坝体应力的设计情况及坝端局部修改后坝身应力变化情况,为中低型拱坝的坝肩岩体稳定计算及坝身应力分析提供参考。     

花盐井浆砌石拱坝坝体应力计算及稳定性分析

对重庆开县花盐井浆砌石拱坝在不同计算工况下坝体三维应力进行了分析计算，为减小坝体最大应力提出加固坝体的合理方案和改善坝体应力的措施，验证该大坝在不同工况下的整体稳定性和局部稳定性．经验证加固方案合理，坝体应力有显著改善，该大坝在不同工况下的整体稳定性和局部稳定性良好．     

九井岗拱坝的柔度系数分析

拱坝是一种依靠两岸山体来维持稳定的挡水建筑物,其破坏是有多方面因素决定的。文章从拱坝柔度系数的角度出发,对龙巴迪破损曲线研究成果和合理性进行了评论,并分析了九井岗拱坝的安全度。     

谷幅收缩对高拱坝变形及应力状态的影响分析

溪洛渡拱坝蓄水初期出现了较为明显的谷幅收缩现象,且量值远超同类工程,有必要开展谷幅收缩变形对拱坝变形及应力状态的影响研究。针对坝体已经历的三次完整蓄水-消落过程,对各条测线谷幅变形进行函数拟合,在此基础上,计算了各个蓄水-消落周期下,正常蓄水、死水位工况下坝体变位和坝体应力,对比分析了考虑谷幅收缩变形对大坝位移、应力及分布规律的影响。结果表明,正常蓄水工况下,在变形方面,一定幅度的谷幅变形引起坝体向上游变形趋势,可以部分抵消水沙压力造成的坝体向下游变形作用,使大坝变形减小;在应力方面,一定幅度的谷幅收缩会大大降低上游坝面坝踵拉应力和下游面坝体压应力,改善大坝受力状态。死水位时,随着谷幅收缩的加大,上游面主压应力持续增加,下游坝面主压应力先减小后增大,并在下游面将产生一定拉应力。研究表明,当前谷幅变形作用下,大坝具有较大的安全裕度。在预测极限谷幅状态下(VDL04测线谷幅收缩70.04 mm),溪洛渡高拱坝应力应变处于安全状态。     

混凝土拱坝的多轴强度与安全指标

为便于推算混凝土多轴强度,开展混凝土结构的多轴强度设计,本文针对任意的多参数强度准则,给出了用等比超载系数K_(OL)计算多轴强度的通用方法。以某已建成的拱坝为例,分别计算坝体的等比超载系数K_(OL)和失效距离系数K_(FD),并与单轴强度安全系数进行比较,指出混凝土拱坝按多轴强度设计的必要性。基于K_(FD)的定义和算例分析,建议将K_(FD)作为拱坝多轴强度安全设计和校核的指标。     

存在贯穿性裂缝的浆砌石拱坝病险分析与除险加固方法

针对浆砌石拱坝的贯穿性裂缝病险分析及其除险加固问题进行了研究。鉴于浆砌石拱坝出现贯穿性裂缝后,坝体不能再按整体受力结构进行稳定与强度分析,提出了＂以裂缝底部高程为界分段计算＂的分析方法,上部＂裂缝段坝体＂按悬臂梁结构计算,下部＂非裂缝段坝体＂仍按拱坝结构分析,并按重力等效原则对容重进行重新分配,确保坝体分段后的静力荷载等效。实例结果表明,采用坝体分段计算方法能更客观地反映拱坝出现贯穿性裂缝后的实际状况,说明所提出的分段计算思路是合理可行的。     

考虑应力修正的麦秆土直剪试验抗剪强度指标研究

为了分析麦秆含量对土壤抗剪强度指标的影响,获取更可靠的抗剪强度指标,推广能源节约型农业耕作生产,用TMS-PRO计算机控制质构仪做麦秆剪切试验。用应变控制式直剪试验研究原状与重塑麦秆土抗剪强度指标,分析麦秆含量对土壤抗剪强度指标的影响。应用应力修正法对直剪试验的正应力与剪应力进行修正,研究修正前、后麦秆土抗剪强度指标的变化量及随麦秆含量的变化规律,并对原状与重塑麦秆土修正前、后的黏聚力、内摩擦角拟合线分别进行叠加。试验结果表明:麦秆抗剪强度随含水量的增加而增大,麦秆土抗剪强度指标随麦秆含量的增加而增大,黏聚力符合线性拟合的规律、内摩擦角符合二次函数拟合的规律。考虑应力修正后原状与重塑麦秆土黏聚力较修正前提高了24%、内摩擦角较修正前提高了18%;未经修正的原状与重塑麦秆土在麦秆含量为0.58%时具有相同的黏聚力,在麦秆含量为0.37%时具有相同的内摩擦角;考虑应力修正后的原状与重塑麦秆土在麦秆含量为0.65%时具有相同的黏聚力,在麦秆含量为0.40%时具有相同的内摩擦角;在交汇点之后麦秆土抗剪强度指标增速表现为原状大于重塑。     

改进的拱坝等效应力分析方法

对有限元内力法求解拱坝等效应力分析进行了进一步改进,假定拱、梁方向上的正、剪应力在拱、梁截面上的面单元内呈双线性分布。从而导出根据截面约束内力求解等效节点应力的公式,并在此基础上导出拱梁向应力为直线分布时的上、下游面等效应力的求解方程和主应力求解公式．对典型的圆筒拱坝用本文方法进行应力分析。得出的拱及梁向应力结果与试载法分析结果基本一致,表明用本文分析方法得出的应力结果可以按现行的拱坝设计规范规定的应力标准评价拱坝坝体安全度．     

有限单元法在高拱坝坝肩动力稳定分析中的应用

利用有限元法及三维实体任意截面数据处理技术,建立了高拱坝坝肩稳定安全系数计算分析方法,并编制了相应的计算和处理程序。通过对某高拱坝动力稳定性的分析计算,给出了拱坝坝肩在3个典型高程分别沿两滑移面交线方向、侧滑面及底滑面滑动的最小安全系数。     

轴心受压钢构件的失稳控制及应用

阐述了轴心受压情况下典型套管构件的简化力学模型,选择利用合理的套管构件内核本构关系,用2个算例(内核圆钢管不同工况下的轴压承载力分析和网架结构应用套管构件的稳定计算分析)分析了外钢管对轴心受压内钢管的失稳控制效果.分析结果表明:套管构件作为失稳控制措施能够使得轴心受压钢构件失稳得到有效控制,可以应用于桁架、网架以及网壳等对受压钢构件失稳比较敏感的一类空间结构.最后提出了利用套管构件对轴心受压钢构件进行失稳控制研究中需要进一步解决的问题.     

交刀水库大坝结构稳定分析及解决建议

通过对交刀水库的工程实际调查,并在所得观测资料基础上对水库大坝进行了边坡稳定的计算与分析,指出了大坝上下游坡的稳定安全系数均小于规范要求而存在的问题,并给出了一定的可行性建议。     

特高拱坝变形监测的分区及其模型构建方法

面板数据模型考虑了测点间的联系和异质性,引入面板数据模型构建特高拱坝的分区安全监测模型。通过实测温度的主成分分析,筛选得到典型实测温度变量;融合主成分分析和层次聚类法,提出基于监测时间序列的变形测点分区方法;以此建立各分区面板数据,通过检验确定面板数据模型类型,构建基于实测温度的分区变形测点的回归模型;通过分区及其回归模型的截距项、变量系数等的对比分析,识别各分区及坝体空间变形特征。以初期运行期的某特高拱坝为例,将研究测点分为4个区,构建各分区的固定效应回归模型。结果表明,坝体变形符合客观规律,封拱后坝体非稳定温度场、初期运行期时效等因素对坝体变形影响明显。     

高土石坝Hardfill新型抗震加固措施

针对现有土石坝坝顶抗震加固措施存在的一些问题,提出一种利用Hardfill材料对高土石坝进行抗震加固的新措施,并采用极限平衡法和动力有限元时程法,对这种抗震加固措施在高土石坝抗震工程中应用的效果与可行性进行研究。分析该措施对坝体抗滑稳定性、永久变形与材料动强度安全性的改善效果;通过分析大坝的加速度、应力和变形状况,研究Hardfill加固措施是否对大坝存在不利影响。结果表明:Hardfill抗震加固措施对增强坝体的整体稳定性、抑制坝体永久变形有较明显的效果,提高了反滤料和心墙料的动强度安全系数,不会对大坝的运行带来不利影响。     

厂坝联合作用下重力坝厂房坝段静动抗滑稳定分析

针对金安桥重力坝厂房坝段的坝基浅深层抗滑稳定问题,分别采用传统刚体极限平衡法和强度储备系数法,对厂坝联合作用的抗滑稳定性进行研究.双斜面滑动的左滑面根据厂房坝段地质资料判定.参照规范建议的结构极限承载能力验算表达式,采用修正后的抗力和作用函数公式,建立了抗滑结构系数与右滑面倾角的关系表达式,依据优化的理论来判断右滑出面,反算结构系数,来考察厂坝联合作用的效果;同时采用强度储备系数法来评判大坝抗滑稳定安全度.结果表明,该坝段的抗滑稳定性满足要求,厂坝联合作用可有效提高坝基浅深层的抗滑稳定性.     

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...     

水电站框格重力坝应力及稳定分析

为研究广西拉浪水电站扩建工程破坝开孔对坝体稳定性的影响,运用了规范规定的材料力学法并结合三维有限元软件,对4个施工步骤共7种工况下进水口及整个坝体应力及稳定性进行分析,结果表明:材料力学法计算的孔口底部截面最大压应力为0.67MPa,最小压应力为0.34MPa,坝基截面最大压应力为0.63MPa,最小压应力为0.06MPa,均满足《混凝土重力坝设计规范SL319-2005》中坝体上游面的垂直应力不出现拉应力且不大于混凝土允许压应力的要求。进水口以上坝体抗滑稳定安全系数K为1.24,K′为5.28,全坝体抗滑稳定安全系数K为1.10,K′为3.10,均大于《混凝土重力坝设计规范SL319-2005》规定的K为1.0与K′为2.5,满足抗滑稳定要求。在孔口周围、压力管上弯段及下弯段存在局部拉应力区,建议在局部拉应力区合理配筋。