面板堆石坝施工期坝体沉降变形预测模型研究

总结分析了各种统计预测模型的原理和优缺点,基于堆石体沉降变形机理,提出了一种针对坝顶及坝体表面测点的统计预测模型。采用数学优化通用软件1stOpt计算模型的统计参数并与笔者基于matlab、VB等编写的程序计算结果对比,结果表明1stOpt操作简便,拟合效果好,计算速度快,能大大减少建模的工作量。提出了选取多个在工程实际应用中效果较好的预测模型联合对某个工程建模,选择效果较好者作为实际预测模型的建模方法,经实例计算分析表明:提出的模型精度高,拟合效果好,提出的建模方法也是可行的。     

白眉水库面板堆石坝应力变形分析

运用大型有限元商业软件ABAQUS分析白眉水库面板堆石坝有限元应力变形特性。坝体、坝基岩体分别邓肯E-B本构模型和线弹性模型,分别针对考虑基础变形和不考虑基础变形两种情况进行分析。计算结果表明坝体自身变形较小,而由砂卵石覆盖层引起的沉降所占比重较大,坝体的应力大小与堆石体自重应力较接近,计算成果符合堆石坝的一般应力变形规律,并且和监测成果吻合。     

本构模型对面板堆石坝应力变形的影响

邓肯-张E-B模型,能考虑土体的非线性特征以及应力历史对变形的影响,比较符合土体的受力特征。理想弹塑性D-P模型是在摩尔-库伦模型的基础上考虑了静力压力的影响,广泛应用于岩体材料的模拟。堆石体是介于土体与岩体之间的一种土石混合体,其本构模型的选择一直存在较大的争议。基于APDL二次开发,将E-B本构模型成功引入到ANSYS静力分析中,与理想弹塑性D-P模型的计算成果进行对比分析,并对E-B模型的主要参数进行敏感性分析。研究成果表明:本构模型对堆石体竖向位移影响较大,但对堆石体的应力、面板应力、及面板位移影响较小;E-B模型参数中K,n以及荷载子步对面板堆石坝应力、位移的影响较大。     

不同模型参数对面板堆石坝应力变形的影响研究

为探讨室内三轴压缩试验及大型现场压缩模量试验在研究面板堆石坝坝筑坝材料实际力学特性的科学合理性,结合某100 m级混凝土面板堆石坝工程,分别对各区筑坝材料进行上述两种试验研究,其中对现场压缩试验成果采用基于免疫遗传算法的反演方法计算得到材料的邓肯E-B模型参数,同时整理室内压缩试验成果得到另一组参数。基于以上两组参数,运用三维非线性有限元法进行数值计算。计算结果显示,室内三轴试验过程因为缩尺试验料与实际筑坝料之间较大的颗粒粒径差异,计算得到的坝体及面板变形协调性较差,试验成果难以客观反映材料实际的力学性质,建议加强对缩尺效应及颗粒破碎机理的进一步研究以及直接对原级配筑坝材料试验方法的探索。     

双沟水电站面板堆石坝变形反演分析

利用反演预测模型,结合混凝土面板堆石坝原型观测资料,对大坝填筑料的邓肯E-B模型参数进行反演分析,并用反演所得的坝体材料参数及其实际填筑过程进行有限元计算,得到坝体及面板的变形值;利用模型对水库蓄水三年后的变形值进行计算;根据实际监测结果与计算值进行对比,证明了有限元计算结果的合理性。     

积石峡面板堆石坝坝体变形反演分析

本文通过分析积石峡坝体内部监测点的竖向沉降和水平位移监测结果,建立了适用于高面板堆石坝的变形反演分析方法;对不同变形监测结果给定不同的权重,以评价监测值的可靠度,为合理的参数反演计算提供依据,以期为类似案例提供借鉴。     

特高混凝土面板堆石坝的应力变形比较研究

结合金沙江拉哇特高混凝土面板堆石坝,分别采用邓肯E-B模型和河海统一广义塑性模型,考虑堆石料流变的遗传特性,进行大坝三维有限元分析,并在坝料相同试验结果的条件下对比研究两种不同本构模型下堆石体和面板应力变形的差异。结果表明:两种模型计算的堆石体应力变形规律相似,沉降差异不大,但河海统一广义塑性模型计算的堆石体水平位移及面板挠度均小于邓肯E-B模型;混凝土面板的位移分布差别较大,由于邓肯E-B模型不能考虑堆石料的剪胀性,计算满蓄期面板的变形远大于统一广义塑性模型结果;两种模型在满蓄期计算得到的应力较为接近,与统一广义塑性模型相比,邓肯E-B模型计算得到的堆石体第三主应力较小,面板压应力数值偏大,拉应力区域较大。不同本构模型的计算结果均说明拉哇特高混凝土面板堆石坝的变形与应力在安全范围内,现行设计方案可行。     

公伯峡面板堆石坝面板变形计算方法探讨

以公伯峡水电站工程为实例，对目前常用的面板堆石坝混凝土面板挠度变形计算方法进行了探讨；利用面板下部垫层料内坝体变形资料，验证了面板挠度变形拟合积分算法的累积误差。     

混凝土面板堆石坝面板分期施工的结构计算

混凝土面板堆石坝技术在我国发展很快，由于这种坝本身具有十分复杂的结构，在许多方面还未能取得足够的认识，研究任务十分艰巨。本文根据对实际工程所完成的计算研究，着重对面板堆石坝分期施工，分期蓄水时面板的受力及变形特性进行分析，指出了对高专分期施工的必要性，以及采用设置水平施工缝等措施来防止面板产生裂缝。     

白眉水库面板堆石坝应力变形分析

运用大型有限元商业软件ABAQUS分析白眉水库面板堆石坝有限元应力变形特性,坝体、坝基岩体分别采用邓肯E-B本构模型和线弹性模型,并考虑基础变形和不考虑基础变形两种情况进行分析。计算结果表明坝体自身变形较小,而由砂卵石覆盖层引起的沉降所占比重较大,变形计算的成果和监测成果吻合。总体上,坝体应力水平不高,坝体不会发生破坏,大坝安全能够保证。     

复杂坝基条件下面板堆石坝应力应变分析

该文主要针对基岩坝基中含有软弱夹层、深槽的面板堆石坝,结合工程实例,采用三维有限元对面板堆石坝进行应力及变形分析,以探讨坝基处理方案的可靠性,为类似工程提供借鉴。     

基于响应面法的堆石料弹塑性模型参数反演研究

采用拉丁超立方设计选取堆石料参数,并通过有限元计算得到大坝竣工期典型测点沉降,采用响应面法建立二者之间的映射关系,根据工程实测得到的测点沉降结果得到堆石料的模型参数,建立了一种基于响应面法的堆石料参数反演方法。针对紫坪铺面板堆石坝,根据上述方法得到的堆石料参数,进行了汶川地震震害模拟,并与实际震害结果进行了对比分析。计算得到的大坝填筑期典型测点竖向位移发展过程以及地震后大坝永久变形与现场实测结果吻合较好。     

高面板堆石坝面板应力分布特性及其规律

准确把握高面板堆石坝静、动力条件下面板高应力区分布特性是保障防渗面板安全的关键问题。本文采用非线性三维有限元方法，针对150m以上的高面板堆石坝，系统地研究其在填筑和蓄水过程、遭遇瞬时地震及震后面板的高拉、压应力区分布特性及其规律，以及坝体几何特征参数对面板高应力区分布的影响。研究结果表明：面板顺坡向高拉应力区集中分布在河谷处岸坡附近及河谷中央（河谷坝段）坝高4/5~2/3范围内，坝轴向高压应力区主要分布在河谷中央竖缝两侧面板之间，据此建议了一系列改善面板应力的工程措施。     

对高面板堆石坝一些问题的探讨

在高混凝土面板堆石坝的施工和蓄水过程中有时会出现一些问题：如施工期面板的脱空、坝体上部垫层区产生裂缝等；蓄水后期面板变形明显增大和面板顶部变形较大等。这些问题中，这些已被人们关注，有些同在近期才引起注意。从有限元分析的角度，对这些问题进行了初步探讨。分析表明，有的问题难以避免，有的则可采取一定的措施加经避免或减轻。     

公伯峡面板堆石坝坝体沉降变形规律分析

利用公伯峡水电站电磁式沉降管和水管式沉降仪实测的坝体沉降监测资料,对堆石体的分层压缩率和坝体沉降回归统计模型进行了计算分析,深入研究了公伯峡面板堆石坝坝体沉降的变形规律.通过电磁式沉降管和水管式沉降仪监测资料的对比分析可以看出,2种监测方法相结合监测面板堆石坝的沉降变形,效果较好.     

分布式光纤温度传感技术用于面板堆石坝面板渗漏监测

分布式光纤温度传感技术为渗漏监测提供了一个全新的方法。文中结合思安江混凝土面板堆石坝的具体情况，设计了监测光缆布设方案，对分布式光纤温度传感技术进行了全面研究。通过对历时长达1年的多次测量结果进行分析和比较，准确地监测到了面板的渗漏地点，为该技术的推广应用积累了经验。     

基于BP神经网络的堆石坝参数二次反演与变形预测

在预测堆石坝长期变形时,常常需对堆石体流变参数进行反演。若同时对堆石体的瞬时变形力学参数和流变参数进行反演,则反演参数多,网络结构复杂,所需的训练样本数量大,反演效率低。根据堆石坝的监测资料,将堆石坝的沉降分解为瞬时沉降和流变引起的沉降,运用BP神经网络方法逐次增加训练样本,循环训练网络,将瞬时力学参数与流变参数分开来进行二次反演,训练样本少,反演效率高,输出结果用于预测能与监测资料较好吻合,可为类似工程提供参考和借鉴。     

土石料的流变模型及其应用

文中提出的三参数流变模型，与笔者原先提出的双屈服面弹塑性模型相配合，可用于土石坝的变形分析。通过反馈分析求得流变参数。还利用湖南省株树桥面板堆石坝的原型观测资料进行了计算。     

红枫堆石坝体灌浆防渗处理

介绍了红枫堆石坝体钻孔灌浆防渗设计方案要点和主要技术，并对灌浆防渗处理效果作出评价．     

塔城心墙堆石坝地震反应分析

塔城砾石土心墙堆石坝最大坝高 315 m ,地震动作用下,坝身特别是坝体上部容易出现严重裂缝或者坝坡失稳等问题。为了考察高土石坝经历高震级地震时的抗震性能,坝体及覆盖层材料采用 Hardin 非线性动力模型,在三维非线性静力分析基础上,用时程法对大坝进行地震动力分析,以揭示在 Taft 三向地震波的作用过程中坝体中加速度、动位移、动应力的分布及其地震永久变形和液化情况。坝体非线性仿真结果表明,在设防烈度地震作用下,在坝体最大断面上,坝顶动力放大系数为 2.5 左右, 1/2 坝高小范围内有拉应力出现,坝体沉陷及向下游水平位移较大,坝踵坝趾局部有一定的液化可能。