西龙池下库沥青混凝土面板堆石坝的应力变形分析

西龙池抽水蓄能电站下库大坝为沥青混凝土面板堆石坝 ,坝址地质地形条件复杂。本文采用沈珠江双屈服面模型和Burgers粘弹性模型分别模拟堆石材料和沥青混凝土材料的应力应变关系 ,对该坝进行二维及三维应力变形有限元分析。计算结果较合理地揭示该坝在施工和蓄水过程中的受力和变形性状。本文对面板计算参数进行了敏感性分析 ,重点研究覆盖层不均匀沉降对面板变形的影响 ,并对改善面板变形情况的工程措施进行了模拟计算和可行性分析。

九甸峡混凝土面板堆石坝应力变形分析

九甸峡水利枢纽工程混凝土面板堆石坝是目前国内建在深厚覆盖层上的最高面板坝,最大坝高133 m。坝址区岸坡陡峭,地形、地质条件复杂,大坝的应力应变状态对工程的安全和运行至关重要。大坝三维有限元数值分析研究表明,采用在深厚覆盖层中防渗墙截渗、平趾板柔性连接、覆盖层加固处理、软基平趾板的设计方案,坝体沉降变形、面板应力及变形形态虽与趾板建于基岩上的混凝土面板坝有所差别,但其变形量及应力水平基本适中,通过采取适当的工程措施,可以保证大坝安全,达到节省工程投资、加快工程进度的目的。

立式锥形混合器桨叶结构的应力变形分析

桨叶作为锥形混合器的主要工作部件,是混合器设计的关键,其强度和刚度的设计直接影响到混合器的工作寿命和效率。本文以锥形混合器桨叶结构为研究对象,利用三维建模软件进行桨叶的参数化建模,并进行适当的简化,在此基础上运用有限元分析方法对其进行分析处理,最终得到桨叶的应力应变分布情况,从而为混合器桨叶的设计和优化提供参考依据。

地震条件下滑坡体应力变形分析

在建水利枢纽工程大坝下游右岸分布一古滑坡,其主要威胁泄水消力塘及下游泄洪河段。根据查明的滑坡边界、形态及结构特征等基础数据,建立能够较为真实模拟滑坡体地质情况的三维模型,采用有限差分软件FLAC3D,通过直接时程法对地震条件下滑坡体应力变形进行分析。结果表明,在地震作用下,古滑坡体会产生一些变形、塑性破坏区,地震结束后仍有参与变形和破坏区域,但地震过程中没有出现滑坡体失稳现象,滑坡整体保持稳定。

联合进水口开挖边坡三维应力变形分析

根据联合进水口边坡基本地质条件,进行边坡工程岩体质量分类。在分类的基础上,采用有限差分软件FLAC3D,对开挖边坡进行三维应力变形分析。结果表明,边坡开挖过程变形主要表现为开挖卸荷后的回弹位移,最大42.1 mm,量值不大;开挖过程中边坡整体塑性区分布范围较小,且没有形成大面积贯通塑性区,边坡整体稳定性良好。

前坪水库大坝设计及三维应力变形分析

前坪水库大坝坝型为黏土心墙砂砾(卵)石坝,大坝砂砾石覆盖层细粒缺失,F2断层顺河向穿过大坝坝基,右岸坝肩为陡峻岸坡。针对以上工程难点,文章提出了设计方案,并根据大坝的设计分区、地形条件以及覆盖层的土层分布,建立三维模型,根据对大坝的填筑及蓄水过程进行模拟,对各关键时刻包括竣工期、满蓄期大坝的应力、变形特性等进行了研究。计算结果表明,坝体应力和变形分布符合一般规律,大坝设计方案经济、合适。

深厚覆盖层上心墙堆石坝坝基廊道应力变形分析

基于金平水电站沥青混凝土心墙堆石坝,采用子模型法对廊道在设、不设横缝情况下的应力变形进行了比较分析,计算中坝体材料采用邓肯—张E-B本构模型模拟,横缝采用有厚度的节理单元模拟。结果表明,廊道设横缝能起到缓解拉应力的作用。

基于分级加载的高面板堆石坝应力变形分析

依据非线性弹性K-G模型理论对天池上水库面板堆石坝进行了应力变形分析。首先采用CAD图形和程序控制相结合方法建立坝体与地基模型,考虑了断层构造和岸坡变化,得到了较为精细的三维有限元模型。然后在模型计算中采用了施工逐级加载的方法对坝体进行了模拟,应用修正后的分级加载位移变形公式,对竣工期和正常水位蓄水期的应力变形进行三维有限元分析,得出了两种工况下断层对该高面板坝应力变形影响一般规律。

黄河三角洲地区深水高坝水库坝体坝基静动力应力变形分析

在黄河三角洲冲积平原上修建水库,由于坝基土粉粒含量较高,渗透性较强,因此,必须确保坝体坝基的稳定性。结合胜利油田修建的纯化水库,对坝体坝基静动力应力变形进行了研究分析,并与原型观测值进行了对比,最后得出了结论,对该地区地质条件下修建高坝水库并保证坝体、坝基的稳定性,可以起到一定的借鉴作用。

河海大学“高土石坝应力变形分析理论与应用研究”项目通过教育部科技成果鉴定

2007年4月1日，教育部在北京组织并主持召开了河海大学“高土石坝应力变形分析理论与应用研究”项目的科技成果鉴定会。由河海大学殷宗泽教授领衔的项目组自1973年始就开展了土石坝非线性应力变形分析的研究，是国际上该领域开拓者之一。项目主要理论创新成果包括：提出了土体的椭圆一抛物双屈服面弹塑性本构模型；建立了一种有厚度的接触面单元；在真三轴仪试验研究基础上提出土体变形柔度矩阵应具有的性质；从虚位移原理和“节点领域”流量平衡关系建立比奥固结理论的有限元方程；提出了基于增量计算的心墙土石坝初次蓄水变形的分析方法；提出了用有效应力法与总应力法相结合分析水力劈裂的方法；

基于ANSYS二次开发邓肯E-B模型的土石坝应力变形分析

基于ANSYS-UPFs有限元二次开发平台,编写了适用于土体材料的邓肯E-B模型用户子程序。针对湖北省内某水利枢纽工程土石坝采用无基坑施工方案,土石坝面临水下一次填筑深度近10m,坝体沉降变形难以控制的难题,开展了土石坝分层填筑施工过程应力变形仿真分析。重点讨论了坝体应力变形的影响。此外,对塑性混凝土防渗墙在承挡最大上下游水头差情况下的应力变形进行了分析评估。计算结果表明:当前回填方案下,坝体及防渗墙的应力变形控制满足要求,为工程设计施工提供了经验和参考。

“高土石坝应力变形分析理论与应用研究”达世界领先水平

由教育部主持的“高土石坝应力变形分析理论与应用研究”项目科技成果鉴定会日前召开。项目组自1973年始就开展了土石坝非线性应力变形分析的研究，是国际上该领域开拓者之一。项目主要理论创新成果已广泛应用于我国已建的长江三峡二期围堰、黄河小浪底等以及拟建的十几座200m至300m高土石坝的工程设计中，取得了显著的经济效益和社会效益。

铜街子水电站右岸心墙开槽前后应力变形分析

为了恢复大渡河下游梯级河段鱼类生态连通,铜街子水电站在建成发电30年后进行鱼道增设。新建鱼道由右岸岸坡进行过坝布置,进行大坝上下游坝坡开挖,并开槽钢筋混凝土心墙进行鱼道过坝槽身施工,心墙开槽前后的应力和变形对铜街子水电站的安全运行起着举足轻重的作用。通过研究铜街子大坝的心墙开槽,利用三维有限元法对其进行结构应力分析和位移场分析,探究结构应力分布的一般规律和变形分布特点,其研究结果可指导心墙开槽施工期的安全管控,并对其它类似项目提供设计参考。

厚覆盖层黏土心墙堆石坝防渗墙应力变形数值分析

针对建立在厚覆盖层上的心墙堆石坝进行数值分析,研究影响防渗墙应力应变特性的因素。这些因素包括覆盖层的改善、防渗墙与周围土壤之间界面接触的建模方法、防渗墙混凝土的模量以及防渗墙与黏土心墙之间的连接方式。结果表明,改善上覆土层,选用低模量、高强度的塑性混凝土,优化防渗墙与坝体黏土心墙的连接,是减小防渗墙变形和压应力的有效措施。此外,古德曼单元和泥层单元都适用于模拟防渗墙与周围土壤之间的界面接触。

宝泉抽水蓄能电站上水库沥青混凝土面板堆石坝应力变形分析

宝泉抽水蓄能电站上水库主坝为沥青混凝土面板堆石坝,坝址地质条件复杂。本文通过对该坝进行二维有限元计算,分析了坝体和面板的应力变形特性,得出合理结论。

堆石材料对牛牛面板坝应力变形的敏感性分析

采用不同的堆石材料参数用三维非线性有限单元法对牛牛混凝土面板堆石坝施工期和蓄水期的应力、变形进行了敏感性分析,提出了该坝进一步优化设计的建议。

抽水蓄能电站混凝土面板堆石坝应力变形分析

为了研究抽水蓄能电站混凝土面板堆石坝不均匀沉降和面板挤压破坏,为设计和施工提供理论指导,对天池抽水蓄能电站混凝土面板堆石坝进行三维有限元应力变形分析,堆石料的本构关系采用邓肯-张E-B(ElasticBulk)模型,建立混凝土面板子模型结构,采用无厚度的三维非线性面-面接触摩擦单元来模拟面板与垫层之间的接触、面板竖缝和周边缝。计算结果表明,坝体竣工期和蓄水期的沉降变形分别占坝体高度的0.63%和0.66%,坝体的整体应力变形符合一般规律;面板蓄水期最大挠度为40.8 cm,大致与坝体上游坝面位移相契合;面板竖缝和周边缝的整体变形量都不大,可以保证止水安全正常工作。对不同的面板竖缝填缝材料和宽度进行对比分析,建议采用较软的填充材料以改善面板轴向压应力,采用较大的竖缝宽度以改善面板顺坡向拉应力。

考虑变质量的路基沉降应力变形协调分析法

针对传统分层总和法存在小变形假定和无法考虑地基排水引起的质量变化等缺点,在不同参考构形等概念的基础上,重新解释了应变和压缩模量等度量的内涵,结合分层总和法和有限变形理论的基本思想,提出考虑变质量的应力变形协调分析法,用于计算最终沉降和固结沉降。对于排水和不排水路基的沉降问题,分析了最终沉降量的协调解与两种传统解的计算差别及其相对误差的变化规律,探讨了新方法在预测路基固结沉降中的应用。结果表明:最终沉降量的协调解和两种传统解均随着压缩层厚度的增加近似按双曲线规律增加,随着荷载的增加近似按线性规律递增;常用的不考虑应变历史修正的传统解计算结果偏小;协调分析法能提高预估路基固结沉降的精度等。用新方法可以更准确地计算路基的最终沉降和固结沉降。

地基对设底部诱导缝拱坝坝体应力变形的敏感性分析

对某拱坝底部设诱导缝进行了模拟,应用有限元方法对不同地基条件下设底部诱导缝的拱坝坝体的应力变形进行了计算分析。结果表明:地基对设置底部诱导缝拱坝的应力应变的影响非常显著。

九龙眼拱坝应力变形非线性有限元分析

为研究九龙眼拱坝在各计算工况下坝体的应力变形特征,基于拱坝设计体形及相关地形地质资料,建立了拱坝—坝基系统的三维有限元计算模型,并采用非线性有限单元法进行计算分析。计算分析成果表明:在各种计算工况下,坝体应力及变形分布规律合理,应力极值不大,符合现行规范中关于有限元分析应力控制指标的规定,拱坝应力满足强度要求。