JATIGEDE粘土心墙堆石坝及其溢洪道非线性动力响应分析

由于JATIGEDE粘土心墙堆石坝的溢洪道直接建立在散粒体上,同时边墙直接与粘土心墙相接,因此大坝及坝体与溢洪道接触面在地震荷载作用下的响应特性将影响大坝的安全运行。对此,基于E-B模型静力有限元计算,利用非线性动力有限元原理对JATIGEDE粘土心墙堆石坝进行动力响应分析,研究了其坝体动应力、动位移及接触面动力稳定性等。结果表明,在地震作用下,大坝整体地震响应并不强烈,但坝顶出现了明显的“拱效应”,需采取相应工程措施。     

车辆荷载作用下堆石坝动力响应分析

针对某堆石坝坝顶通车对大坝造成的影响问题,对加固后的大坝进行坝体通车荷载作用下的动力响应分析,研究了坝体在最危险水位组合下,不同车重、不同车速的多车辆荷载作用下的动拉应力、动压应力、动剪应力以及动荷载引起的永久变形的分布及变化规律,并根据动应力计算结果,建立了车重、车速与动力响应之间的关系。结果表明,随着车重的增加,灌浆区动主拉应力呈线性增长趋势,且随着车速的增加,灌浆区动主拉应力也呈线性增长趋势。结合灌浆条件的抗拉强度,根据拟合关系,反算得出允许通车的最大车重和最大车速为4.13 t和24.44 km/h,考虑安全裕度,建议坝顶通车限制车重和限制车速为3.44 t、20 km/h。     

张峰斜心墙堆石坝应力应变静动力有限元分析

针对张峰水库地质条件复杂、覆盖层含有软弱夹层的问题,采用三维静动力有限元法,基于邓肯—张非线性弹性模型和修正的哈定—德涅维奇模型,模拟了张峰水库粘土斜心墙堆石坝在竣工期、运行期的应力应变情况,得出了应力应变的分布规律.结果表明,备工况下的坝坡安全系数均大于规范允许值,坝基软弱夹层不影响大坝的稳定安全性;竣工期坝体最大沉降位移为33 cm(约为最大坝高的0.46％),运行期最大水平向位移为31.6 cm;竣工期和运行期坝体内部应力水平均小于1.     

金佛山沥青混凝土心墙堆石坝地震反应三维有限元分析

针对金佛山沥青混凝土心墙堆石坝的特点,采用三维非线性动力有限元法进行了地震动力反应分析,重点研究了坝体在地震荷载作用下的加速度、动应力、地震永久变形的变化规律和分布。结果表明,加速度在坝顶附近达到最大值,存在明显的鞭梢效应;动应力在坝体分布较均匀;坝体永久变形不大。可见大坝整体抗震性能较好,满足给定地震作用下的抗震安全性要求。     

高心墙堆石坝地震永久变形特性分析

针对坝体地震永久变形是控制高土石坝工程安全的重要因素之一,以200 m高的心墙堆石坝为例,采用中国水利水电科学研究院通过试验得到的堆石料、心墙料的动应力—残余应变关系,基于三维有限元静动力分析,利用等效节点力法讨论了地震永久变形在不同动参数、峰值加速度和反应谱作用下的变形特性与分布规律.结果表明,在单—参数变化下,顺河向、竖向、坝轴向的永久变形等值线分布图基本保持不变,竖向最大永久变形发生在坝项附近,坝顶1/3～1/2坝高区域内变化较为明显,峰值加速度、坝料模量衰减曲线和阻尼增长曲线的选取对结果影响较大.     

堆石坝坝顶行车二维动力响应分析

为了验证面板堆石坝坝顶通车的可行性,采用大型非线性有限元软件ABAQUS,对通车荷载作用下的堆石坝坝顶（帷幕灌浆加固后的）动力响应进行了分析,研究了坝体在不同水位、不同车速条件下的大坝动力响应规律,并分析了灌浆区材料的敏感性。结果表明,在相同水位条件下,灌浆区的动应力随车速的增大而增大;帷幕灌浆区的最大动主拉应力随灌浆区材料强度的降低而减小;在一定车速条件下,堆石坝坝顶通车对坝体产生的变形很小,产生的动主拉应力不足以使灌浆区产生裂缝,说明堆石坝坝顶通车的方案是可行的。     

强震区特高心墙堆石坝抗震性能动力模型试验研究

基于土工离心机振动台模型试验,以藏区RM水电站315m特高心墙堆石坝为例,首次模拟研究了大坝在连续遭遇3次强震条件下的动力反应特性、坝顶永久沉陷及地震破坏模式。试验结果表明,随着地震次数的增加,大坝加速度反应并没有明显变化,但坝顶累积震陷量依次增加,震陷增量迅速减小;地震后大坝整体向内收缩,上下游坝坡无鼓胀,也没出现震松震散现象。试验规律再次印证了高土石坝具有震后趋于更加密实的优良抗震性能;试验也进一步揭示,采用现代筑坝技术设计建造的高土石坝,可抵御峰值加速度小于0.6g的中等乃至强震作用,坝顶地震沉降量不会超过坝高的1%。     

金平沥青混凝土心墙堆石坝三维有限元数值分析

采用三维数值计算方法对金平沥青混凝土心墙堆石坝进行了仿真分析。计算中采用Duncan-ChangE-B双曲线模型作为大坝堆石体及沥青混凝土心墙的本构模型,并根据施工进度模拟大坝的施工、蓄水过程。分析了不同工况下堆石体及沥青混凝土心墙的应力变形。根据计算分析可得结论:金平沥青混凝土心墙堆石坝其堆石体的材料强度满足要求,不会被剪坏;大坝内沥青混凝土心墙发生水力劈裂的可能性不大;心墙的稳定性能够满足规范要求等。     

高心墙堆石坝应力应变分析

采用多种本构模型分别对300 m级高心墙堆石坝进行三维有限元计算,分析了本构模型、心墙和坝壳的弹性模量对坝体应力变形及拱效应的影响.结果表明,坝体变形及拱效应规律相近且符合一般规律,具有较高的参考价值.     

水布垭大坝面板在强地震作用下的非线性有限元分析

采用非线性动态显式有限元方法,对清江水布垭面板堆石坝在地震作用下的动态响应进行了计算分析,指出了混凝土面板在地震波作用下的应力水平和应力分布特点,预测了混凝土面板在地震发生后的结构完整性,计算经果表明,地震波作用下该坝混凝土面板强度满足设计安全要求。     

金佛山沥青混凝土心墙堆石坝坝坡稳定性分析

以重庆金佛山沥青混凝土心墙堆石坝工程为例,同时考虑非线性及线性强度指标,采用极限平衡法分析了大坝竣工期、蓄水期、水位骤降期及地震作用下的坝坡稳定性。结果表明,该堆石坝在7种计算方法下坝坡安全系数均满足规范要求,采用非线性强度指标时危险滑弧深度贯通,计算结果合理。     

混凝土面板堆石坝高趾墙动力性态计算研究

采用三维非线性动力有限元方法，对甘肃海甸峡水电站的面板堆石坝和高趾墙的动力反应特性进行计算研究．详细分析了高趾墙的动力应力变形规律，论证了该设计方案高趾墙布置的合理性。     

混凝土面板堆石坝坝顶道路通车限制计算分析

为分析大坝坝顶道路通车对坝体及帷幕灌浆区的影响,在四种不同灌浆方案下,分析了坝顶道路行车条件下的大坝动力响应情况,坝体在车辆动荷载作用下不同灌浆面积时的动拉应力,以及动荷载引起的大坝永久变形分布及变化规律,并根据坝体在车辆荷载作用下的动力响应,探讨了车重、车速与动应力之间的关系。分析结果表明,在坝顶道路行车条件下,灌浆区的最大动主应力随灌浆区面积的增大逐渐减小,说明灌浆区面积越大对通车越有利;各灌浆方案下的坝体变形均较小,且变形分布均匀,未出现位移集中区;灌浆区动主拉应力随车重的增加基本呈线性增长;在坝高1/3范围内及以下全部灌浆时,坝顶路面车辆间距为10m,车速为20km/h时,建议通车车重不超过4.38t,限高1.90m。研究成果为工程实践提供了参考依据。     

董箐混凝土面板堆石坝地震响应特性研究

针对董箐混凝土面板堆石坝的抗震安全性要求,采用三维非线性动力有限元方法,考虑堆石料的动力非线 性及地震时坝体动水压力作用,采用等效线性模型求解坝体的地震反应,获得了该坝在EI-Centro地震波作用下及 峰值加速度时坝体和面板的加速度反应、位移反应、应力反应、垂直缝与周边缝位移反应及坝体地震残余变形等 地震动力反应特性,揭示了董箐面板堆石坝的地震反应规律与特点,分析了坝体的抗震安全性,论证了设计方案 的合理性。