高拱坝-坝肩结构的抗震稳定与加固

将变形加固理论拓展到非线性有限元时程分析中,建立高拱坝-坝肩结构抗震稳定评价与加固设计体系:结构动力塑性余能定义为欧氏应力空间协调动平衡应力场与协调稳定应力场距离的平方.以此作为结构整体抗震稳定评价指标,确定结构动力破坏程度较大的若干时刻.这些时刻不平衡力分布则表征了结构动力破坏的主导形态与程度.根据最小塑性余能原理,不平衡力就是维持结构稳定所需最优加固力的反力,据此更有针对性地指导抗震加固设计.对马吉高拱坝-坝肩结构进行抗震稳定与加固分析,结果表明拱坝上部坝肩是其抗震薄弱部位,并给出其最优加固力分布.该应用表明,基于变形加固理论的结构抗震稳定评价与加固设计体系对大型实际工程具有实用性.     

高拱坝整体稳定地质力学模型试验研究

在保证大坝稳定设计时,除了数值模拟方法外,对高坝还应当进行地质力学模型试验。本文叙述了地质力学模型试验的工程意义,列举了多个地质力学模型试验实例,并对试验方法及安全系数做了分析。     

高拱坝温度荷载计算方法探讨

现行拱坝设计规范中温度荷载是基于无限长自由平板的解析解得出的,且仅考虑了运行期坝体断面的平均温度和等效线性温差,没有考虑非线性温差的影响.这种简化具有一定的近似性,尤其无法反映上下游水位变化区的温度梯度变化较大的空间效应.本文以溪洛渡拱坝为例,分别采用解析法和有限元法分析了大坝的温度荷载,探讨了两者之间的差异.     

高拱坝表孔以上结构受力分析和施工方案探讨——以构皮滩拱坝为例

表孔一般是高拱坝泄洪的主要通道,具有孔口数量多、结构尺寸大、受力状态复杂的特点.它对坝体结构削弱较大,顶部一般设连接大梁以提高大坝上部结构的整体性,而孔道常采用跨横缝布置,孔道两侧闸墩难以同步上升,连接大梁施工难度大.本文以构皮滩拱坝为例,对高拱坝表孔以上结构受力分析和施工方案进行探讨,可供同类工程参考.     

超载过程中高拱坝坝肩推力角的研究

本文采用基于D-P准则的理想弹塑性三维有限元分析以及一种高精度的基于体积积分的拱端推力确定方法,结合国内一个典型的300米级高拱坝三维弹塑性有限元整体分析成果,研究分析了超载过程中拱端推力的非线性重分布规律,以确定拱坝-坝肩非线性相互作用。研究结果表明:高拱坝超载过程中各高程段的推力角均有所增加,这反映了拱坝具有较高超载能力的内在机制,也说明基于刚体极限平衡法的拱坝坝肩稳定分析成果偏于安全。     

地震波斜入射对高拱坝地震反应的影响

高坝地震反应分析通常假定地震波垂直入射,在显式有限元法结合黏弹性人工边界的时域波动分析方法的基础上,建立了三维平面地震波倾斜入射的输入方法。采用所建立的斜入射输入方法,研究了地震波斜入射对小湾拱坝地震反应的影响。分析结果表明：与垂直入射相比,地震波倾斜入射可能显著增加对拱坝抗震安全性起控制作用部位位移、速度、加速度反应的频谱幅值放大系数,应该在拱坝地震反应分析中考虑地震波斜入射的影响。     

有横缝高拱坝非线性地震响应动接触模型

本文针对有横缝高拱坝的非线性动摩擦接触问题,提出一种新的动接触算法——有限元混合法。该方法根据接触问题局部非线性的特点,将作用在接触体上的力系分解为外力和接触界面上的接触力,以接触体的位移为基本未知量,而以接触区域局部坐标系下的结点接触力为迭代变量,将非线性接触迭代收缩在可能接触面上进行,把复杂的摩擦接触非线性反映在接触力的变化上,使得迭代计算变得简单易行,并且当考虑坝体中有多条横缝的情况,可以保持关于接触力的柔度矩阵的带状性和稀疏性,大大提高了计算效率。文中首先给出了有横缝高拱坝的非线性动摩擦接触问题的力学模型,推导得出了相应的有限元柔度方程,然后详细给出了迭代求解的步骤。最后,用本文方法对地震作用下某高拱坝横缝的张开与闭合过程进行了算例分析。     

二滩拱坝及坝基材料参数反馈分析

本文采用有限元方法,对二滩拱坝坝体及其基岩弹性模量进行反馈分析。反馈分析中主要以二滩拱坝的垂线观测资料作为比较对象,通过不断调整坝体混凝土各个分区以及地基不同类型岩石的弹模取值,使有限元模型计算的坝体位移与实测位移尽可能接近,得到了一组合理的坝体和基岩弹模参数,并对坝体变位分布规律进行了分析。     

不利结构面对高拱坝整体稳定影响及加固分析

坝肩稳定是高拱坝长期安全稳定最重要的问题之一,针对坝肩不利结构面的合理加固对保障高拱坝整体稳定至关重要。在复杂地基条件下,高拱坝整体稳定经常面临不利结构面的潜在影响,如坝肩抗力体内的滑块稳定性、断层及软弱带引起拱端变形、传力不协调等。结合实际工程,基于地质力学模型试验和三维非线性有限元成果,本文就坝肩不利结构面加固前后对高拱坝整体稳定影响进行分析,并总结了高拱坝四类典型不利结构面分布条件下的加固措施。研究成果可为类似工程整体稳定与加固分析提供参考。     

金沙江溪洛渡高拱坝建设的关键技术

西部水电开发高拱坝建设须要处理好地形和地质条件研究、枢纽布置、抗震安全、体形和结构设计、基础处理、泄洪消能、混凝土质量控制与温控防裂,以及水生生态环境影响研究等关键技术问题。溪洛渡拱坝通过各设计阶段对岩石力学关键技术问题的不断深入研究,使拱坝和基础具有良好的工作性态;通过坝体混凝土分区,使混凝土力学性能很好地适应坝体应力分布;通过混凝土原材料优选和配合比优化,使混凝土热力学性能很好地满足拱坝强度、耐久性和温控防裂要求;通过采取严格的温控措施,尽量做到杜绝危害性裂缝的产生,提高拱坝的整体性;通过采取先进的施工设备、科学的试验检测手段和合理的施工工艺,保证了混凝土浇筑质量的均匀可靠。基于全寿命周期理论的溪洛渡"数字大坝"的建设与实践,为混凝土温控和接缝灌浆等施工过程控制提供有力支持,保证拱坝的施工质量和工作性态。     

大岗山拱坝考虑阻尼器抗震措施的非线性动力反应分析

本文在已有的拱坝非线性动力分析程序ADAP-88中加入阻尼器模型,开发完成了可考虑阻尼器抗震加固措施的数值分析程序,并将该程序应用于大岗山拱坝的非线性动力反应分析中。研究表明,阻尼器抗震措施对控制高拱坝在强震作用下的横缝张开度有一定的效果,但对坝体应力的分布规律和量值影响不大。     

高拱坝真实工作性态仿真的理论与方法

高拱坝的安全是坝工界非常关注的问题,其中的核心问题之一就是大坝在当前荷载工况下的真实工作性态。本文从高拱坝真实荷载、分析方法与技术、参数与准则等3个方面就近几年来取得的有关高拱坝真实工作性态仿真的理论与方法的成果进行系统的阐述,建立起高拱坝真实工作性态仿真研究的整体概念,服务于高拱坝的设计与施工。     

高拱坝横缝间布设SMA耗能棒材的减震分析与研究

建立高拱坝横缝非线性接触模型,将形状记忆合金(SMA)耗能棒材引入高拱坝结构的非线性抗震分析中,实现该耗能阻尼器力学元件的数值模拟,探讨其控制原理和方法.通过对不同结构进行计算分析,结果表明,与布设普通钢筋相比,应用SMA耗能阻尼构件对高拱坝在强震作用下的横缝张开度的控制效果更为明显,并能有效地减小坝体结构的加速度响应...     

三维弹性自适应有限元及其在拱坝分析中的应用

本文将自适应有限元用于拱坝,应用ZZ后验误差估计方法以及h-型自适应策略,对典型的悬臂梁和拱坝进行三维线弹性自适应有限元计算。计算结果表明,本方法可有效提高计算精度和计算效率,特别是对于具有应力集中的结构,具有显著的效益。     

拱坝应力分析中的有限元内力法

本文提出了拱坝应力分析的有限元内力法，该法首先按常规方法建立拱坝及地基在水压力，自重等荷载作用下的有限元平衡方程，求解结点位移和单位应力，然后将坝体分解为拱系和梁系，根据拱和梁的内力平衡条件求解指定截面上的约束内力，并进而求解应截面上的内力（弯矩、轴力、剪力等）和坝体内任一点的等效应力。文中推导出了相应的计算公式，并通过对典型的圆筒拱坝和拟建的某高拱坝的应力分析说明了该方法的正确性。     

垫脚加锚-高拱坝加固增稳的高效方法

本文首先介绍一种加固高拱坝的高效方法—垫脚加锚法 ,并阐述预应力锚索的锚固机理 ,然后对李家峡拱坝的垫脚加锚布置作了介绍。李家峡拱坝垫脚加锚前后的地质力学模型试验成果和整体三维非线性有限元分析成果表明垫脚加锚确有很好的加固增稳效果     

基于ANSYS的拱坝等效应力研究

本文基于大型有限元计算软件ANSYS结合工程实例进行了拱坝的三维有限元分析,利用其二次开发语言APDL编制了拱坝等效应力的计算程序,并将计算结果与拱梁分载法的计算结果进行了对比,验证了其实用性。