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。     

基于非线性剪胀模型的高面板堆石坝变形分析

在混凝土面板堆石坝的设计中,对于坝体变形的分析目前多采用邓肯E-B模型进行三维非线性有限元计算。鉴于非线性弹性邓肯-张模型不能反映堆石料的剪胀性,依托位于狭窄河谷上的猴子岩面板堆石坝工程,提出采用非线性剪胀模型分析坝体应力变形特性。通过对比分析非线性剪胀模型、邓肯E-B模型坝体应力变形计算成果,同时根据现场坝体变形监测成果,验证了非线性剪胀模型在面板堆石坝静力有限元分析中的合理性与优越性。     

分期蓄水和湿化作用对心墙堆石坝应力变形的影响

基于Duncan-Chang E-B材料本构模型,采用大型通用有限元分析软件ABAQUS,针对坝体在实际运行中分期蓄水和湿化作用的影响,对某沥青混凝土心墙堆石坝进行非线性有限元分析。在一次性蓄水、考虑湿化的一次性蓄水和分期蓄水时沥青混凝土心墙堆石坝应力应变特性的基础上,分别对坝体和心墙的水平位移、竖直沉降、大小主应力进行比较。结果表明:分期蓄水对坝体和心墙的应力变形影响较小;湿化作用对坝体和心墙的应力变形影响较大,在计算中应考虑其影响。     

三峡茅坪溪沥青混凝土心墙堆石坝应力变形分析

茅坪溪沥青混凝土心墙堆石坝是三峡工程挡水建筑物的重要组成部分。为了研究坝体及心墙在施工和蓄水条件下的工作性状,分别使用邓肯Eμ模型和清华非线性解耦KG模型,对茅坪溪沥青混凝土心墙堆石坝进行了应力和变形的有限元计算分析。计算中对心墙沥青混凝土使用了参照现场钻孔芯样试验成果修正后的强度和变形参数。根据计算结果,坝体及心墙的应力和变形值均处在合理范围之内,表明茅坪溪防护坝采用沥青混凝土心墙堆石坝坝型,并利用现场开挖料分区填筑的坝体设计方案是合理和可行的。通过对比分析,还对坝体的施工程序提出了建议。     

泗南江水电站混凝土面板坝三维有限元分析

泗南江水电站大坝为混凝土面板堆石坝。采用Duncan E-B非线性模型对坝体进行三维有限元应力应变分析,并考虑了混凝土面板与垫层料之间的接触面特性。通过分析,得出竣工期和蓄水期坝体的应力变形,以及蓄水期混凝土面板的应力、变形和面板周边缝及垂直缝的变形。依据计算结果分析评价了混凝土面板堆石坝的应力变形性状。评价结果表明,泗南江水电站混凝土面板坝的设计是合理的。     

积石峡面板堆石坝应力变形非线性有限元分析

基于邓肯E—B材料本构模型,本文建立了积石峡混凝土面板堆石坝的有限元计算模型,并运用中点增量法,进行了施工期和蓄水期的应力变形非线性有限元分析,获得了不同时期坝体、面板应力变形的分布与变化规律。通过有限元分析与计算,可以看出积石峡面板堆石坝是安全、可靠的。     

双沟水电站面板堆石坝反演计算分析

本文利用免疫遗传算法,结合双沟水电站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坝体实际填筑过程进行有限元计算,根据计算成果分析大坝变形与应力极值分布的合理性.     

基于邓肯E-B模型的面板堆石坝应力变形分析——以毛家河水库面板堆石坝为例

为定量分析拟建毛家河水库面板堆石坝在不同工况下的应力变形特性,基于邓肯E-B模型基本原理,采用ANSYS建立了面板堆石坝三维有限元模型,将模型数据导入ABAQUS进行非线性求解计算。通过对毛家河水库面板堆石坝在完建期、正常蓄水位和校核蓄水位3种工况下坝体和面板的应力变形特性进行分析,结果发现:面板堆石坝坝体和面板的应力状态较好,应力普遍较低,坝体变形适中,蓄水后面板大部分区域处于受压状态,仅在纵缝底部出现较大拉应力,但分布范围有限。说明该面板堆石坝满足静力应力应变的相关要求,面板堆石坝的设计是可行的。     

梅溪水库面板堆石坝原型观测资料反馈分析及大坝变形预报模型

根据梅溪水库面板堆石坝施工期和水库蓄水初期坝体的原型观测资料，对坝体应力变形分析所用的坝料计算参数进行了反馈分析，得出了坝体堆石料及坝基覆盖层的弹塑性应力变形计算参数。从统计模型的角度出发，研究了坝体变形长期预报模型，建立了考虑填筑分量和时效耦合作用的预报模型。     

面板堆石坝应力变形特性有限元分析

为研究面板堆石坝的应力变形特性,采用Mohr-Coulomb强度准则,利用ABAQUS建立有限元模型,分别从坝体位移、坝体应力、面板应力3方面进行分析研究,得出在运行期内相关荷载作用下坝体的应力变形特性,为大坝的实际运行提供理论依据。     

考虑后期变形影响的高面板堆石坝工作性态

由于面板堆石坝工作条件复杂,受到尾水位升降等干湿循环的影响会产生湿化变形;又由于堆石料处在高坝高应力状态下,会导致由颗粒破碎引起随时间变化的流变变形。认为高坝有限元计算必须考虑这两者引起的后期变形的影响。对某超高混凝土面板堆石坝进行了考虑后期变形与不考后期变形的对比计算,结果表明后期变形较大程度上改变了大坝的变形和应力,对面板变形和应力影响甚大。     

软岩料填筑面板堆石坝的流变和湿化效应研究

为了研究不同时期下软岩料流变及湿化效应对面板堆石坝的应力及变形影响。对比软岩料的流变和湿化模型,分析已有的软岩料流变、湿化效应的有限元实现方法。以某面板堆石坝为例,按大坝的不同时期和是否考虑流变、湿化效应制定了4种计算工况,分别进行大坝的三维有限元应力变形计算,通过对比分析4种工况的计算结果,系统总结了软岩料的流变、湿化效应对软岩料填筑面板坝在竣工期和蓄水期应力变形的影响规律。结果表明:无论是竣工期还是蓄水期,在考虑流变和湿化后,大坝横断面最大垂直位移、水平位移、大主应力均有显著的增加,但相对而言在蓄水期增加的更多。可见软岩料的流变和湿化效应对软岩料填筑面板坝应力变形有较大的影响,且在蓄水期影响更加明显。     

湿化及流变对不同软岩料利用范围面板坝应力变形的影响

为研究不同软岩料分区范围下湿化及流变特性对面板堆石坝的应力及变形影响。查找、对比软岩料的湿化及流变模型,分析和研究已有的软岩料湿化及流变特性的有限元实现方法。以某面板堆石坝为例,按软岩料的不同填筑范围制定两种计算方案,分别进行大坝的三维有限元应力变形计算,然后通过对比分析两种计算方案的计算结果,系统总结软岩料不同填筑范围对面板堆石坝应力变形的影响规律。结果表明:随着软岩料利用范围的扩大,坝体的流变范围也随之扩大,相应的垂直位移、水平位移位移及面板的挠度也随之增大。因此,在实际面板砂砾石坝工程设计中,进行软岩料的扩大利用时需要合理的制定软岩料填筑范围。     

邓肯张E-B模型对中等高度面板坝沉降计算的适应性分析

结合某水库混凝土面板堆石坝坝体变形的二维非线性有限元计算,通过与实测沉降值的比较验证邓肯张E-B模型对中等高度面板坝沉降计算的适应性。计算结果表明,采用邓肯张E-B模型计算的坝体沉降与实测分布规律一致,但实测值较计算值平均大30%左右,因此,应合理选取模型参数,以比较准确地估计坝体沉降变形。     

公伯峡水电站大坝变形性态分析

介绍了公伯峡面板堆石坝变形监测概况，采用实测资料详细分析大坝变形状况，结合有限元计算成果，对大坝变形性态做出评价。     

应力应变有限元法在面板堆石坝设计中的应用

利用有限元前处理网格自动剖分程序进行计算数据的准备,用有限元方法对面板堆石坝进行不同坝坡方案、不同坝体受荷条件下的计算分析,对坝体应力应变采用线性与非线性两种方法进行了分析比较,从而得出面板堆石坝坝坡的大致范围以及坝体应力和变形的分布规律,最后对面板堆石坝设计提出了一些建议。     

考虑渗流作用的深覆盖层地基防渗墙应力变形分析

采用三维非线性有限元方法分析深覆盖层上面板堆石坝防渗墙应力变形特性。建立考虑渗流作用的深覆盖层上面板堆石坝应力变形数值模型。在分析渗流作用对防渗墙应力变形特性影响的基础上,分析了防渗墙施工顺序和防渗墙深度对墙体应力变形的影响。结果表明:渗流作用使防渗墙的顺河向最大变形增加56.47%,使墙体的最大拉压应力分别增加22.47%和21.74%,不考虑渗流作用将使防渗墙应力变形计算结果偏于不安全。防渗墙靠后的施工顺序可以改善墙体的应力变形性状,悬挂式防渗墙贯入深度越小,其应力变形特性越趋于安全稳定。     

大角度折线型高面板堆石坝坝体和面板的应力与变形规律

为深入探索折线型高面板堆石坝的变形机理,针对某拟建水库大坝,采用有限元数值模型模拟了3个坝轴线布置方案的堆石体应力与应变、面板应力与变形及结构缝变形,分析了上述变化规律与坝轴线折角之间的非线性关系,初步探讨了大角度折线型面板堆石坝的坝体变形机理。结果表明,坝轴线转折点周边面板出现的拉应力会随着折角的增大而产生不同程度的增强;坝轴线转折处的地形条件及坝体对称性对坝体受力变形影响较大;结合地形地质条件,合理选择转折点和折角大小是折线型面板堆石坝设计的关键。     

高混凝土面板堆石坝应力变形数值模拟研究

常规计算法方法无法精准反映高面板堆石坝实际受力情况,造成国内外修建的一些高面板堆石坝出现面板挤压破坏和结构性裂缝问题。采用邓肯E-B模型进行高面板堆石坝三维有限元分析计算,结果表明:高混凝土面板堆石坝的应力和沉降量较小,绝大部分荷载是经过垫层和过渡层由主堆区石传入坝轴线以上的地基中,坝壳料具有足够的变形模量及自由排水性能,孔隙率控制是合理。面板堆石坝应力的分布在各堆石区的分界处没有较大突变,坝体填筑分成防渗补强区、垫层区、堆石区各区坝料之间满足力学平稳过渡的要求。因此高面板堆石坝设计是合理的,对类似工程设计具有参考意义。     

基于免疫遗传算法的堆石坝流变反演分析

过大的堆石坝流变变形有可能会引起坝体结构破坏,影响坝体的正常运行。为保障大坝安全运行,需要控制大坝坝体变形,而合理的坝体土料参数选择是计算模拟大坝变形的先决条件。结合瀑布沟水电站心墙堆石坝的施工、运行监测资料以及室内三轴试验成果,采用基于免疫遗传算法(IGA)的参数反演方法,反演分析堆石坝材料流变参数。根据反演分析结果进行堆石坝有限元分析,计算结果与实际监测值较为吻合,表明该算法具有较高的可靠性,对大坝变形的预测与控制有重要意义。