非连续变形计算力学模型及其在有缝重力坝静力分析中的应用

对于有缝重力坝的静力分析 ,基于连续介质力学的界面单元 -有限元方法难于比较精确地模拟缝间的接触应力 ,从而无法合理地估算坝体应力与变形 .本文简述了作者近年来对于多体系统所发展的非连续变形计算力学模型的基本原理 ,它能够根据接触界面的本构特性及其力学和运动学两方面约束条件精确地再现受力过程中界面相互作用力的传递与非连续变形状态 .进而将这种方法应用于有缝重力坝的静态应力与变形分析 .实例数值分析表明该模型的计算结果从定性上讲是合理的 ,为判断坝体缝隙的工作状态与界面应力提供了可能的途径 。

水位循环变化作用下有纵缝重力坝的非线性特性

在简述了笔者所发展的一种新的多体系统非连续变形分析方法的基础上 ,应用这一模型进行了具体数值计算 ,探讨了有纵缝重力坝在水位循环变化作用下的应力与变形特性。数值分析表明 ,在库水位循环变化等复杂加载历史作用下 ,坝体的变形、主应力大小及其方向角和缝间界面接触应力呈现非线性的周期性变化 ;当纵缝为连续接触时整个坝体的应力与变形呈现出线性特性 ,而当纵缝为非连续接触且具有缝宽时 ,系统表现出强烈的非线性特性 ,随着缝宽的增大非线性程度降低 ,但坝体的应力集中效应加剧。算例研究表明本文方法为有缝结构的非线性分析和接触分析提供了有力的计算工具。

某超高面板砂砾石坝面板缝局部失效渗流场有限元分析

为了掌握高水头作用下面板缝止水局部失效时坝体和坝基特别其垫层局部饱和区的渗流特性,针对拟建的某混凝土面板砂砾石坝,采用饱和-非饱和渗流理论,拟定不同失效缝长、缝宽、位置和垫层渗透系数等情况,建立三维有限元模型,计算面板缝失效情况下坝体和坝基的渗流场,分析不同作用水头条件下面板缝不同失效程度对渗流场的影响。计算结果表明,某处面板缝小范围失效只对失效部位附近的渗流场产生较大影响,并导致局部渗透变形,而对坝体渗流场全局的影响不大;随着失效缝长、缝宽的加大,失效缝位置的降低和垫层渗透系数的增大,失效部位附近局部饱和区变大,其中,失效缝位置的影响最大,失效缝长的影响次之,失效缝宽的影响最小;当超高水头作用下面板缝通长失效时,坝体内浸润面显著升高,因此设计时应严格控制面板缝可能失效的范围,避免出现面板缝大范围失效。

管袋坝接缝管路处渗透成拱的颗粒流模拟

管袋坝接缝管路处是管袋坝体的薄弱部位,易引发渗透破坏,使吹填土体眼管路接缝渐进性流出.经试验可知在较低的渗透坡降作用下,土体可以在孔口形成土拱.采用PFC颗粒流数值模拟软件来研究管袋坝接缝管路处土体在渗透作用下的成拱效应,得出对应不同摩擦系数的吹填土体成拱的临界渗透坡降.从细观角度揭示了既有竖向位移又有侧向位移情况下的土体成拱过程.经研究可知,临界渗透坡降J随摩擦系数f的增大而增大,且有效拱厚随吹填土的摩擦系数f的增大而减小.

有缝坝的接触应力与温度应力分析

本文用ＡＤＩＮＡ程序分析了故县水库８＃电站坝段纵缝的接触应力与温度应力问题，在计算中利用ＡＮＩＮＡ中单元的“活”“死”选择功能，成功地模拟了坝段逐层向上修筑和逐步蓄水，承受温降等工况。

分缝坝的温度应力─—接触应力耦合问题研究

利用有限元技术研究分析了分缝坝的温度应力──接触应力耦合问题。并实际计算分析了故县水库８￣＃电站坝段的纵缝接触应力和温度应力问题，得出了与实测及其他校核分析相符的结果。

考虑混凝土应变率变化的高拱坝非线性动力响应研究

提出一种新的应变率相关的混凝土非线性弹塑性损伤模型,采用此模型对混凝土拱坝的非线性地震响应作了分析。在综合考虑坝-地基-库水动力相互作用和坝缝非线性接触的基础上,着重研究了混凝土应变率相关效应及加载历史对混凝土极限强度等重要参数及拱坝响应的影响,并与采用不考虑应变率影响的混凝土损伤模型计算结果进行了对比分析。结果表明,拱坝考虑横缝作用后的坝面应变率分布不同于整体拱坝。应变率分布形态不仅可以很好地表征拱坝的振动形态,而且对于高拱坝的动力响应的影响也不可忽略。

无搭接缝橡胶坝技术的应用设计与施工

阐述了无搭接缝橡胶坝的技术特点以及在应用中的设计和施工方法。

坝下涵管伸缩缝轴向超限变位的处理

本文论述了某灌区坝下涵管在水库试运行后,因基土为湿陷性黄土和砼温度收缩,使涵管伸缩缝轴向超限变位,针对这一问题,提出一个加固设计处理方法,经过一年多运行实践,证明此设计处理方法是成功的,可供类似工程参考。

利用导电性能确定接缝灌浆材料Ⅱ型断裂临界荷载

在地震作用下,坝体接缝灌浆面是一个相对薄弱面,在这个面很有可能出现Ⅱ型断裂破坏.采用有限宽两端预留缝半边受力试件进行了接缝灌浆材料的Ⅱ型断裂试验,在试验中考察了Ⅱ型断裂过程中的导电特性.试验结果表明,接缝灌浆材料试件的导电性能随荷载有显著的变化;接缝灌浆材料的导电特性可以被用来确定Ⅱ型起裂的临界荷载;Ⅱ型起裂时间与受压柱体内部裂缝出现的时间因试件不同而先后顺序有变化.

混凝土面板堆石坝设计经验法

本文所提出的经验公式,采用限制面板蓄水引起的稳定挠度及其要求的堆石压缩模量,限制面板压应力,以达到防止垂直缝面板发生挤压破坏的目的。本文还利用这些公式,探讨了使用石灰岩坝料建造300m高面板坝的可能性。

云峰水电站大坝上游面加固工程中孔坝段预应力锚索工程施工工艺

介绍了中孔坝段水平预应力锚索的造孔、下索、注浆、张拉施工工艺。其钻机施工平台采用10#槽钢制作及6-32锚杆与大坝混凝土连接。在铜管上缠绕海带处理坝缝漏浆的方法有一定特点。

变厚梯形元的显式分析及其在坝工中的应用

本文介绍一种具有显表达式的变厚梯形元及其应用于分析宽缝坝的情况.文中列出了线性变厚下单元刚度矩阵的显式和对结点座标的解析导数式.从而可推求位移、应力等约束敏度,使有限元分析能与高效优化算法有机结合.

青安水电站大坝加固工程预应力锚索施工工艺

介绍了水平预应力锚索的造孔、下索、注浆、张拉施工工艺。钻机施工平台采用10#槽钢制作,采用6-ф32锚杆与大坝混凝土连接。在钢管上缠绕海带处理坝缝漏浆的方法有一定特点。

某电站坝后式厂房引水系统设计及有限元分析

采用有限单元法,对某电站坝后式厂房引水系统进行了静动力承载特性研究,从而确定了坝后背管的布置形式、结构形式、厂坝分缝处过缝措施等。对引水系统正常运行和抗震安全性进行了评价,并确定相应的工程措施,以供相似工程参考。

采用微膨胀混凝土 促进筑坝技术的发展

由于混凝土坝在传统温控措施下产生裂缝 ,可以通过优化原材料及混凝土施工配合比 ,尽量降低混凝土绝热温升值 ,并利用MgO ,配制延迟性微膨胀混凝土 ,提高混凝土极限拉伸值 ,开创混凝土坝高质量、高速度、低成本进行浇筑的新途径。

外掺MgO微膨胀混凝土快速筑坝技术研究与实践

大体积混凝土常规温控措施费工费钱,表面散热、封闭灌浆等需要工期较长,有必要对温控措施进行研究、改进。本文结合广东省阳春市长沙水电站拱坝的施工实践,对MgO微膨胀混凝土的材料、混凝土性能试验和现场施工质量检测与控制两方面进行初步研究,总结了经验和教训。

混凝土面板堆石坝的经验性设计方法

2007年10月,在巴西举行了第3次混凝土面板堆石坝(CFRD)研讨会。研讨会上来自世界各地的代表针对数值模拟、堆石体、路缘石构件、软垂直接缝、软水平接缝、上游防渗填层等方面发表了意见,对CFRD的经验性设计方法进行了交流。

厂坝分缝处钢管预留环缝焊接时机对垫层蜗壳的影响

对于坝后式水电站,厂坝分缝处钢管预留环缝焊接时机和分缝下游侧是否设置止推环均对垫层蜗壳以及水轮发电机组支撑结构的受力和变形存在影响。本文建立了坝-厂房三维有限元模型,通过数值模拟手段研究了上述影响。结果表明,对于坝后式水电站,在坝体变位作用下引水钢管对蜗壳进口作用一个数值可观、指向下游的推力,因此在分析垫层管过缝对厂房结构的影响时,在蜗壳进口施加轴向约束的简化处理不能合理反映实际情况。不同焊接时机条件下设置止推环对垫层蜗壳的受力、座环的抗剪等都是有利的,尤其在上游水位较低时焊接预留环缝,止推环的作用效果更加明显,在可能的条件下建议设置止推环。与此同时,为确保水轮发电机组的安全稳定运行,建议以座环和机墩的对角不均匀上抬变形为主要考虑因素,尽可能在上游水位较低时焊接钢管预留环缝。