重力坝与基岩弹模比的最佳点及安全区间概念

在水工结构的设计与分析中,坝体与地基的相互作用越来越受到人们的重视。本文通过对弹性地基上重力坝的可靠度分析计算,首次提出了重力与民基岩弹模比的最佳点及弹模比的安全区问的概念。从这两个概念出发,可以对重力坝设计的优劣及坝体所具有的整体安全度作出定性或定量评价,具有一定的理论意义和实际应用价值,可供制定规范及设计时参考。

混凝土重力坝坝体与坝基弹模比敏感性分析

为研究混凝土重力坝坝体与坝基混凝土的弹模在不同比值下对坝体应力和变形的影响,以某碾压混凝土重力坝#10坝段为例,采用Ansys有限元分析软件建立相应的三维模型,研究了坝基与坝体不同弹模比下坝体的应力和变形特性。结果表明,在正常蓄水位工况下,坝体安全度最优的弹模比区间为αE=0.5~1,尤其当αE=0.5左右时,通过增大坝基弹模,对建基面进行优化来改善坝体和坝基的应力变形效果较好。研究结果可为200m级高坝工程建基面及地基处理方案的选择提供参考。

低弹模混凝土防渗墙材料参数统计特性及相关分布模型

为获取低弹模混凝土防渗墙渗透系数、弹模和抗压强度3个材料参数的统计特性及相关分布模型,基于2座土石坝的检测数据,根据赤池信息准则(AIC)识别材料参数的最优分布类型及相关分布模型的最优Copula函数、Bootstrap方法模拟识别结果的统计不确定性。结果表明,抗压强度、渗透系数和弹模分别服从极值Ⅰ型、对数正态、威布尔或极值Ⅰ型分布,变异系数均值分别为0.17、0.40、0.11;抗压强度与渗透系数、弹模与抗压强度、弹模与渗透系数之间的Pearson相关系数均值分别为-0.79、0.67、-0.55,最优Copula函数分别为Plackett Copula、Gaussian Copula、Gaussian Copula。研究结果可为低弹模混凝土防渗墙的渗流和强度可靠度计算提供参考。

钻孔弹模测试方法在水利水电工程中的应用研究

弹性参数是工程岩体的重要力学指标,用于岩体质量分级、岩体强度和围岩弹性抗力系数等参数的计算。在水利水电工程中,主要采用钻孔弹模测试方法来计算岩体的弹性模量和变形模量等参数。本文主要介绍了钻孔弹模测试方法的基本原理,并结合现场测试结果,分析钻孔弹模变形特征,证明使用该方法测定钻孔内原位岩土体弹性参数是行之有效的。

岩石干湿状态下动静弹模关系特征及工程意义

通过分析动静弹模比值的实测结果，提出了解释饱和状态下岩石动弹模一般大于静弹模、于燥状态下出现相反现象的建议方法，并从工程角度初步探讨了这种现象的规律性以及在岩石质量评价方面的意义。

一种混凝土重力坝分区弹模反演新方法

建立了一种解决实际工程中测点数少于待反演参数个数的混凝土重力坝分区弹模反演问题的新方法 .这种方法利用已知的补充信息作为反演问题的物理约束条件 ,建立参数反演的多目标优化数学模型 ,解决了反演结果的惟一性问题 ;并且使用改进的模拟退火算法这种全局最优算法来求解大坝的分区弹模 .数值算例表明 ,这种方法对大坝反演问题具有较高的识别精度 ,反演结果可靠 ,可以应用于实际工程 .

钻孔弹模法评价小湾水电站坝基岩体卸荷特征

在澜沧江小湾水电站拱坝建基面进行了5个钻孔的基岩钻孔弹模测试,以评价开挖爆破对岩体的松弛效应与卸荷深度。扼要介绍了钻孔弹模测试原理及测试结果,估计了卸荷松弛深度,并与单孔声波监测结果进行了对比分析。

聚氨酯弹性体粘弹本构建模

研究了聚氨酯弹性体材料在压缩变形时的率相关特性.根据不同压缩应变率下的响应特性,确定了材料的瞬态响应,利用多步松弛试验确定了材料平衡响应.通过瞬态响应和平衡响应研究材料瞬态模量和平衡模量之间的关系,发现随压缩应变其变化趋势是一致的,可利用最小二乘法确定两者的差值.用五项Mooney-Rivlin应变能函数分别对材料的瞬态响应和平衡响应建模,用Prony级数所表示的松弛函数建立线性粘弹模型.通过瞬态响应、平衡响应和单步松弛确定材料的松弛强度和松弛时间.将非线性超弹模型和线性粘弹模型相结合,建立了聚氨酯弹性体材料的非线性粘弹本构模型.通过对所建模型的数值解与试验结果的比较,证明所建立的非线性粘弹本构模型能很好地描述聚氨酯弹性体材料在压缩时的力学特性.

钻孔弹模测试技术的应用研究

利用改进的钻孔弹模计,结合云南某水电站工程,对测试点和工程工况条件进行了分析,对测试点位置、深度、方向的选择进行了探讨。对坝肩与坝基部位的岩体进行钻孔弹模测试,分析了变形曲线特征,讨论了如何选取合理的曲线段进行弹性模量计算,并与室内试验成果及承压板试验结果进行了对比分析。同时结合工程实际情况,通过对测试结果的综合讨论,为弹性模量和变形模量的取值提供了参考,为大坝建基面的选择提供依据。

灌浆前后岩体弹性模量的检测

采用钻孔弹性模量计对三峡F2 15断层带灌浆试验不同时期的岩体弹性模量进行了测试 ,测试值反映了灌浆前后断层带岩体弹性模量值的变化 。

混凝土异弹模界面裂缝断裂准则的试验研究

对四点加荷试件进行了混凝土导弹模界面裂缝沿非交界面扩展时断裂准则的试验研究，得到了这一问题的临界断裂曲线，并研究了最大拉应力准则及最大拉应变准则在异弹模界面裂缝中的应用问题．

水利工程低弹模混凝土防渗墙适应性评价研究

低弹模混凝土防渗墙由于其弹模小,与周围变形能够较好协调,在许多水利工程中得到应用,但由于工作条件较为复杂,其适应性影响因素较多,目前尚没有一个完全成熟的评价体系及方法。因此,针对水利工程特点,建立低弹模混凝土防渗墙适应性评价体系,并借助多层次模糊综合评判模型,结合工程实例加以分析。分析结果符合工程实际,表明该适应性评价体系有效,评价方法可行,为今后水利部门对低弹模混凝土防渗墙在实际工程的适应性评价提供了一种手段。

小湾水电站坝基岩体弹模与地应力测试研究

为了评价小湾水电站坝基岩体开挖后的卸荷松弛效应、确定卸荷深度和研究卸荷岩体的应力分布特征，同时采用钻孔弹模法和水压致裂法在坝基开挖面进行了5个深度20—30m钻孔的岩体变形与地应力测试。测试结果表明开挖卸荷影响较明显，钻孔浅部（深度小于11m）弹模明显降低；坝基岩体表层20m以内的最大水平应力一般小于10MPa，显示了一定程度的应力集中现象。其次，根据卸荷带划分结果和工程地质条件进行了二维弹塑性有限元应力场模拟分析。分析结果和实测结果一致，表层开挖卸荷岩体中应力有所释放，河床以下20～50m范围存在明显应力集中。

混凝土早期弹模反应动力学模型及其应用

本文阐述了混凝土早期硬化的简单规律,并据此提出了混凝土早期弹模发展的反应动力学模型。将这一模型应用于南水北调工程某引水方涵洞结构,工程实例证明,本文模型能很好地模拟夏天温度高混凝土早期弹模发展快、冬天温度低早期弹模发展慢这一事实,很好地解释了方涵洞中部裂缝发展成因,证明了本文模型的可靠性与适用性。

低弹模聚丙烯纤维混凝土本构模型及力学性能研究

利用聚丙烯纤维对混凝土的影响,选用对防渗墙、路基等有利的低弹模混凝土配合比,并同时兼顾混凝土强度、弹性模量、抗裂抗渗性能,做了本构模型和力学性能分析。结果表明,在混凝土中掺入一定量的聚丙烯纤维是克服混凝土开裂的有效途径,能够有效提高混凝土的延性,改善混凝土的变形性能。当水灰比为0.65,聚丙烯纤维掺量为0.9%时,低弹模混凝土的抗裂、防渗性能达到最优。

刚性钻孔弹模计在白鹤滩电站坝基岩体变形参数测定中的应用

白鹤滩水电站是我国继三峡、溪洛渡之后又一座千万kW级的水电站。白鹤滩水电站挡水建筑物为双曲拱坝,坝基岩体主要为二迭系厚层玄武岩,其中第三层(P2β3)微晶隐晶玄武岩柱状节理发育,坝基岩体的变形参数是大坝设计的重要依据。介绍了钻孔弹模计试验原理、方法和白鹤滩水电站坝址区柱状节理玄武岩弹模试验成果,以及钻孔弹模计与现场承压板法对照性试验成果。对照性试验表明,钻孔弹模计试验岩体的变形参数可以直接在工程上应用。

钻孔弹模计检测断层固结灌浆效果

为了评价天福庙水库坝肩断层Ｆ３的的固结灌浆效果，进行了断层带内的钻孔弹模试验，测得变形模量约为１ＧＰａ，弹性模量不小于２ＧＰａ，满足了稳定分析计算对该参数的要求。

刚性承压板法变形试验的分层弹模计算

找到了圆形刚性承压板作用下均匀地基位移的一般表达式和两层、三层水平成层地基的位移表达式。以此为基础,利用直接法进行分层弹模计算,并编制了相应的计算软件。采用的改进约束变尺度方法稳定快速,优化了分层弹模计算。

hardfill坝坝基弹模的变化对坝体应力影响的研究

为了了解hardfill坝的发展状况,并且研究hardfill坝在不同的建基面状况下的坝体应力的分布规律,对变化地基的弹性模量的大小、地基的均质条件及倾斜度,运用有限元软件计算,得出了坝踵、坝趾的应力变化规律,指出了hardfill坝体相对于重力坝的优势之一是对地基基础的灵活的适应性,得到了坝体不宜修建在不均质的地基基础之上、避免修建在软基上的结论。

低渗透饱和岩石加载时体积弹模与孔隙液压的关系

低渗透率饱和岩石受单轴压力作用时,由于其本身结构的变形,使得孔隙的液体也受压。受压的孔隙液体通过与外界相通的微小管道排出,使得孔隙液体压力降低,于是外力转嫁给固体结构,通过相应调整适应这种变化。这样,通过一系列的排液变形和调整,最终达到平衡。定量给出了饱和岩石内孔隙液压的前期变化过程、岩石结构受力过程以及饱和体体积弹模的变化过程,并通过试验验证了这一现象的变化过程的合理性,展示了岩石由于结构浸水、胶质软化而在后期刚度下降。