基于正交试验法的邓肯-张E-B模型参数敏感性分析研究

邓肯-张E-B 模型能反映堆石料不同围压下的应力变形关系,在混凝土面板堆石坝应力变形数值计算中得到了广泛的应用。本文基于正交试验法,以混凝土面板堆石坝为例,进行了邓肯-张E-B 模型参数对坝体竖向位移、上下游水平位移的敏感性分析。研究结果表明：邓肯-张E-B 模型参数中Kb、φ0、K 对坝体竖向位移的敏感性相对较大;参数φ0、K、Rf 对坝体向上游水平位移的敏感性相对较大;参数Kb、φ0、K 对坝体向下游水平位移的敏感性相对较大;模型参数取值对向上游水平位移的影响最为显著;参数m、Δφ、n 对坝体变形计算结果的影响相对较小。本文的研究方法及成果可以为面板堆石坝邓肯-张E-B 模型参数选取提供参考。     

土工膜心墙围堰渗流及边坡稳定分析

对汉江蜀河水电站工程二期上游围堰断面进行了有限元渗流及边坡抗滑稳定计,此基础上对围堰进行了渗流安全评价和稳定性安全评价.计算结果表明:设计采土工膜作为围堰防渗心墙是合理的,其防渗效果是显著的;围堰断面基本满足规要求.所获成果为该水电站工程二期上游围堰工程设计提供了依据,对于其它类工程设计也具有一定的参考价值.     

堆石坝混凝土面板裂缝的渗流形态及计算模型

通过对面板裂缝特征及其渗流形态的分析,基于等宽缝隙稳定流的运动规律,研究建立了堆石坝混凝土面板裂缝的渗流计算模型.借助于该模型,使得面板裂缝渗流的有限元模拟计算成为可能.运用该计算模型,通过实例分析,本文获得了在面板产生大量裂缝情况下(非常工况)面板堆石坝的渗流变化规律.     

坝基混凝土防渗墙力学性状的统计分析

混凝土防渗墙是透水和可压缩坝基渗流控制的主要措施。本文从统计分析的角度研究坝基混凝土防渗墙的力学性状。首先收集了43个已建土石坝工程坝基防渗墙实例力学性状监测资料和工程建设信息,建立了防渗墙力学性状实例数据库。在分析防渗墙受力特点的基础上,基于实例资料,对混凝土防渗墙的水平位移、顶部沉降、覆盖层和防渗墙的相对沉降、防渗墙应力特性及开裂性状开展详细的统计分析,揭示了不同力学性状的统计规律和产生机理。在此基础上,进一步讨论了防渗墙的位置、深度、材料以及河谷形状和地基变形特性对墙体力学性状的影响规律,识别影响防渗墙力学性状的主要因素。本文从统计角度揭示防渗墙的力学性状,可为防渗墙的设计和建设提供参考。     

深厚覆盖层基础均质坝应力变形非线性有限元分析

针对某拟建的位于深厚覆盖层基础上的均质坝,建立了可考虑地基混凝土防渗墙及软弱地基对坝体应力变形影响的有限元计算模型,基于邓肯E—B材料本构模型,采用中点增量法,对该坝施工期和蓄水期的应力变形进行了二维非线性有限元分析计算,获得了不同时期坝体及坝基应力变形的分布与变化规律。     

柔性溢洪道边坡稳定性研究

为保障柔性溢洪道边坡稳定性,引入土工布加筋措施加固土边坡,并对其加筋形式进行了研究.运用基于塑性力学上限定理的边坡稳定分析方法和库仑滑移模式对不同竖直加筋间距和不同强度土工布的安全系数进行了计算分析,结果表明:采用200 g/m2土工布加筋间距0.3 m、300 g/m2土工布加筋间距0.5 m最为经济且满足安全要求....     

沥青混凝土心墙坝的应力及变形特性

基于三维有限元数值模拟技术,对某沥青混凝土心墙坝进行了应力及变形分析.计算中采用Duncan-Chang E-B模型作为坝体及心墙材料的本构模型,考虑蓄水后心墙上游堆石料的湿化效应,对大坝填筑和水库蓄水过程进行模拟,得到了竣工期及蓄水期两种工况下沥青混凝土心墙和坝体的位移、应力分布规律.计算结果表明,坝体及心墙的应力变形值均处在合理范围之内,坝体填料和心墙材料满足强度要求,为结构设计、施工提供了参考依据.     

沥青混凝土心墙堆石坝心墙拱效应研究

心墙拱效应是影响土石坝安全稳定运行的重要因素,心墙力学特性复杂且受众多因素的影响,复杂地形地质条件对心墙拱效应具有重要影响。首先对比了直心墙、斜心墙、下直上斜式心墙拱效应的差异,在此基础上选取岸坡坡度、河谷宽度、覆盖层厚度以表征坝体所处的地形地质条件。基于数值计算定量研究复杂地质条件对沥青混凝土心墙拱效应的影响规律。结果表明：心墙应力拱效应主要集中在心墙中部3/4坝高附近及靠近岸坡处;斜心墙应力拱效应相对较小,可以很好地改善心墙的整体受力状况;岸坡变陡,斜心墙整体的拱效应强度增加,应力传递的核心区域由心墙中部拓宽至心墙两岸坡;随着河谷宽度的增加,应力传递的重心逐渐由底部转移到心墙两岸及心墙中上部;斜心墙整体的应力拱效应并非随着河谷宽度的增加单调变化,当坝轴线长度与坝高比值增加到3～4时,河谷产生的河谷效应对斜心墙变形及拱效应的影响大幅下降;随着覆盖层厚度的增加,斜心墙底部的拱效应明显增强,底部的拱效应系数分布逐渐集中化、区域化,容易产生局部破坏。     

基于Si-DTS的砂性土渗流量监测试验研究

为了改善分布式光纤在监测砂性土渗流时存在的对周围土体温差较小、渗流量较小的地方无法监测,以及测量精度低等不足,提出了一种基于硅橡胶加热光缆的分布式温度光纤感测技术(Si-DTS)。首先分析了该监测方法的基本原理;然后,设计了砂性土渗流模拟试验装置,并对砂性土中不同渗流量下的渗流场进行了室内试验。通过试验确定了Si-DTS实测温度与渗流量之间存在的线性关系,证明了采用硅橡胶加热光缆能够有效地提高DTS监测的敏感性,可实现结构渗流量的分布式监测。后续又设计了模拟渗流装置以及监测方案,对砂性土中不同渗流量进行了模拟试验研究,得到了温度介值与渗流量之间的相关性。最终,提出了砂性土中渗流量定量监测的方法。     

抽水蓄能电站输水及地下洞室系统渗流场三维有限元分析

抽水蓄能电站输水系统和地下厂房系统埋深较大,在上下库高水头差作用下,裂隙围岩渗流对工程建设安全和运行管理具有重要影响。依托牛首山抽水蓄能电站,采用三维渗流场有限元方法,建立包含输水系统、地下厂房系统和洞室围岩的三维渗流场数值计算模型,基于稳态渗流分析方法,在参数反演分析基础上,分析了抽水蓄能电站输水及地下洞室系统渗流场分布规律,讨论了上下库水位变化及厂房下游侧帷幕失效对渗流场的影响。结果表明：不同运行水位情况下,输水系统和地下厂房排水系统可以有效降低管道外水压力和厂房区浸润线位置,地下厂房大部分位于浸润线以上且渗流量在合理范围之内;厂房下游侧帷幕对减小厂房区渗流量具有明显的作用,对于地下水丰富且规模较大的地下洞室系统,有必要设置厂房下游侧帷幕。