框格坝材料非线性及状态非线性空间有限元分析：第九届全国结构工？…

本文采用空间有限元对框格坝进行了应力及稳定分析，考虑土的非线性及土与框格坝之间可能发生的滑移、挤压式脱离，以及坝体可能发生的倾覆，提出了相应的分析方法。

巴基斯坦政府打算修建卡拉巴格坝

据法国《白煤》1988年第5～6期报导:巴基斯坦政府并没有放弃修建卡拉巴格坝的原计划。巴基斯坦水利电力部部长在回答国会议员的质询时,很明确地答复了这个问题。但他要取得政府的同意。卡拉巴格坝将建在旁遮普省境内的印度河上,距边界约100km。

新型阻尼耗能式泥石流格栅坝的工作机制及理论计算方法

为解决泥石流冲击作用下传统格栅坝容易损坏问题,提出新型阻尼耗能式泥石流格栅坝,阐述了其结构组成及工作原理。利用力法、变形协调方程与温克尔弹性地基梁理论,建立了新结构耗能与复位阶段各构件的力学计算模型,给出了立柱埋深的计算方法。运用有限元软件分析新结构的力学特性,并将理论计算与模拟值进行了对比。结果表明:(1)新型阻尼耗能式泥石流格栅坝基于柔性消能理念,通过迎流面格栅与阻尼耗能撑杆协同变形来消耗泥石流冲击能量,与传统泥石流格栅坝相比,大大提高了抗冲击性能;(2)新型阻尼耗能式泥石流格栅坝受力分耗能与复位两阶段,耗能阶段变形协调使最边跨横梁在滑移支座端内力急剧突变,设计时应着重考虑;复位阶段顶层竖杆与横梁内力大于其他层,应重点验算;(3)理论计算与有限元模拟的各构件内力变化趋势基本吻合,验证了本文计算方法的可靠性,结果可为新型阻尼耗能式泥石流格栅坝的推广应用提供理论依据。

格栅坝在泥石流防治中的应用——以汶川地震引发的烂泥沟泥石流治理为例

受汶川地震影响,四川等地泥石流治理更为迫切。泥石流的暴发具有突发性,在防治工程中,相比实体坝而言,格栅坝是一种节省材料、稳定性更高的拦挡结构,使用范围越来越广,但是目前尚无成熟的格栅坝设计方法。本文参考梳齿坝的已有理论确定了支墩间距的计算方法,并结合已有实验资料提出了格栅坝格栅间距的计算公式,改变了以往不同坝体乃至同一坝内各横梁间距一致的计算方法。另外,因支墩间隔相对较小,以简支模式计算石块对横梁冲击力并不合适,本文基于固定梁模式重新推导了计算公式,其计算结果与简支梁模式比较,数值大了3倍。最后考虑坝体建成后的不同情况,提出了支墩、横梁及两侧翼墙的详细计算工况,并基于以上设计理论,对烂泥沟泥石流治理工程的部分格栅坝进行了具体设计。

泥石流巨石冲击下的钢构格栅坝动力响应分析

泥石流中的巨石冲击是造成拦挡结构破坏的最直接因素,因此设置钢构格栅坝拦截大石块,对减小泥石流冲击破坏有十分重要的作用。本文就钢构格栅坝结构模型,利用国际通用计算动力荷载的非线性有限元软件ANSYS/LSDYNA进行数值模拟。用钢球模拟巨石,分别在格栅坝中间榀顶层梁柱节点和中间榀顶层柱中部施加冲击荷载,分析在冲击荷载作用下结构的动力响应。结果表明:作用在结构上的冲击力大小与被冲击构件刚度大小密切相关,被冲击构件刚度越大,结构受到的冲击力越大,反之,冲击力越小;钢构格栅坝在冲击作用下,冲击作用部位、结构支座部位及梁柱节点部位响应较大,设计时应予以加强;且钢构格栅坝不同位置遭受冲击作用时结构响应完全不同,与冲击力作用在梁柱节点时相比较,冲击力作用在构件中部时结构整体响应明显较小。该结果为泥石流拦挡工程中钢构格栅坝的设计提供了参考。

钢管混凝土格栅坝抗冲击性能试验及参数分析

为有效减轻泥石流大块石冲击造成的灾害,提出一种钢管混凝土格栅坝.通过固体冲击试验研究该结构的冲击动力响应,总结了结构的响应模式.同时对试验过程进行数值模拟,模拟结果与试验吻合较好.最后利用数值模拟方法对结构进行参数分析,研究桩管套箍系数、撑管径厚比和桩-撑刚度比对结构动力响应的影响.结果表明:结构的典型响应模式可以概括为构件轻微损伤、构件弯曲破坏、连接节点破坏;桩管受冲击时结构能发挥良好的整体耗能作用,而撑管受冲击时结构整体耗能作用不明显;桩管套箍系数、撑管径厚比和桩-撑刚度比对结构动力响应的影响受桩管和撑管外径、壁厚等单因素变化的制约.钢管混凝土格栅坝具有良好的抗冲击性能.

带无粘结预应力钢绞线的格栅坝抗冲击性能分析

以舟曲县三眼峪沟泥石流灾害治理工程中大8号格栅坝为研究对象,在格栅柱中设置无粘结预应力钢绞线,使坝体在受到块石冲击时能充分发挥坝体的整体作用,进而减小局部塑性变形.采用ABAQUS进行块石冲击的数值模拟,并对比新坝和旧坝的位移、冲击力、加速度和von Mises应力响应.结果表明:相同的冲击条件下,带无粘结预应力钢绞线的新坝比旧坝产生的位移值小,冲击力峰值小,冲击方向的加速度响应值小;在块石撞击瞬间新坝坝体的von Mises应力分布均匀,最大的应力值较旧坝的小;新坝较旧坝有更好的抗冲击性能.

强冲击荷载作用下加无粘结预应力筋格栅坝动力响应分析

泥石流拦挡坝主要以增加自身刚度来提高其拦挡能力,但对于巨石块的碰撞,坝体刚度越大,其受冲击力也越大,相应的坝体结构破坏也越大。创新性地将无粘结预应力筋设置在普通格栅坝中,利用ABAQUS软件对普通格栅坝和加无粘结预应力筋格栅坝在相同冲击条件下(以10m/s的冲击速度)坝体被撞后动能的变化、加速度响应值、位移值和Von-mises应力进行了有限元数值模拟计算与对比分析。结果表明:加无粘结预应力筋格栅坝比普通格栅坝能吸收更多的冲击能量,冲击方向的加速度响应值更小,具有更好的抗冲击性能。

新型地锚扶壁式泥石流格栅坝基础冲刷计算方法研究

泥石流格栅坝工程安全稳定的关键是基础,相比外露结构的计算,基础遭冲刷掏空的问题更值得引起重视。在提出新型地锚扶壁式泥石流格栅坝的基础上,将格栅坝基础冲刷分为初期和中后期两个阶段,初期冲刷主要以坡面冲刷为主,中后期冲刷主要考虑冲坑的变化发展。基于能量法,推导了格栅坝基础冲刷深度的计算公式,通过算例分析了不同流深下的冲刷深度,并与其它公式的计算结果做了对比。结果表明:推导公式计算的冲刷深度比其它公式计算的结果都大,初期冲刷的影响在设计中应当予以重视。

新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝构件受力的简化计算方法

针对常见泥石流防治结构被冲击破坏的问题,基于“柔性消能”理念,结合张弦梁结构和竖向预应力锚杆技术,提出一种既能改善结构受力性能、增加结构整体抗冲击能力、保证结构安全可靠,又能减小结构构件截面尺寸、节约成本、便于现场施工组装和后期运营维护的新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝,并阐述其技术原理。根据泥石流荷载分布和新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝的受力特征,给出其简化的内力计算方法;并利用SAP2000建立新结构有限元模型,分析了结构的整体受力,验证了构件简化计算方法的合理性;结合Python语言和QtDe⁃signer软件开发了相应的设计计算软件,对新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝的内力进行求解。结果表明:提出的新结构抗冲击性能好,构件受力均匀;以后设计中应关注竖杆的剪切脆性破坏和立柱偏心受力情况,保证结构安全;变形协调仅使底层张弦梁与竖杆内力偏大,实际工程应用时,应着重验算底层构件,防止其破坏;文中提出的简化计算方法能较准确的反映结构的受力特性,具有一定的合理性,研究可为新型地锚张弦梁式泥石流格栅坝的设计计算和推广应用提供理论依据和技术支持。

桩林形式的格栅坝在泥石流固源的应用及算例

2012年7月21日房山区上方山东沟发生了泥石流,景区内寺庙、游览道桥、管理服务设施、给排水系统、供电设施、通信设施等,均遭受不同程度的损毁。根据上方山泥石流基本特征以及地形等因素,治理工程主要从稳固物源与疏通沟道两个方面来减弱泥石流灾害威胁。针对龙虎峪沟底物源以块石为主,且发生频率较低的特点,拟在泥石流物源区布置桩林形式的格栅坝,其作用主要是有效固源及顺利排水。本文在此基础上,对地基横向承载力以及抗倾覆进行了验算,并根据桩身最大弯矩进行配筋计算。

浆砌石框格填碴病坝加固及其受力状态研究

浆砌石框格填碴坝结构复杂,是较薄构件的高次超静定体,采用材料力学法分析坝体结构的应力和变形,其结果有明显的失真。该文采用三维有限元法对浆砌石框格填碴病坝加固前、后的受力状态进行分析,探索坝体产生裂缝渗漏、局部应力超标、坝体不稳定的原因。针对坝体结构存在的问题,寻求经济合理的加固方案,探索框格式浆砌石重力坝的设计理论。

浆砌石框格填碴坝受力特性分析

浆砌石框格填碴坝结构复杂,是较薄构件的高次超静定体,采用材料力学法分析坝体结构的应力和变形,其结果有明显的失真。本文采用三维有限元法对浆砌石框格填碴病坝加固前、后的受力状态进行分析,探索坝体产生裂缝渗漏、局部应力超标、坝体不稳定的原因;针对坝体结构存在的问题,寻求经济合理的加固方案,探索框格式浆砌石重力坝的设计理论。

鱼嘴式穹隆格栅坝型泥石流水石分离拦挡结构

提出了一种新型的适用于稀性、黏性及过渡性大流量泥石流的水石分离结构--鱼嘴式穹隆格栅坝,其为外形类似于鱼嘴状的流线型穹隆状格栅过滤筛,基本组成为格栅坝、鱼嘴及嘴前锚、坝后基础、坝下基础、驳岸等导流设施、护坦、泄流槽,格栅坝主体为纵横向劲性骨架,格栅上覆盖柔性网加密格栅网眼。就鱼嘴式穹隆格栅坝的空间形态、结构和设计要点进行初步探讨。

大流量底格栏栅坝取水设计探讨

大流量底格栏栅坝取水在国内已建工程中尚不多见,可供借鉴的资料较少,随着近几年山区中小河流的水电开发,底格栏栅坝的运用也越来越多。结合四川田湾河大发水电站底格栏栅坝设计及模型试验研究,对底格栏栅坝设计中的水力计算、坝体参数选择、取水廊道结构型式、断面尺寸及纵坡选择等进行了一些探讨。

神户格栅型钢制防砂坝的功能

1 减缓、阻止泥石流泥石流具有巨大的破坏力。由于钢制三维格栅型防砂坝具备钢的弹性,可缓冲泥石流的冲击能量,从而能减缓、阻止泥石流的运动。2 具有调节泥砂机能第一阶段,减缓、阻止泥石流的运动,使泥砂堆积在坝前。第二阶段,将堆积在坝前的泥砂从格栅孔徐徐排出,恢复坝前拦蓄库容,为阻止下一次的泥石流的发生作存准备。即:阻止泥石流前锋由于巨砾的集中所具有的破坏力,保障了河川的有效机能,并能防止灾害。

带支撑钢构格栅坝在冲击作用下的应力分析

就带支撑钢构格栅坝结构模型,利用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA进行数值模拟。用钢球模拟巨石冲击作用于格栅坝体,分析在冲击荷载作用下结构的应力分布。结果表明:带支撑钢格栅坝能有效减小结构各单元应力,可使支撑作为耗能构件消耗冲击作用能量。该结果为泥石流拦挡工程中带支撑钢构格栅坝的设计提供了参考。

四川呷榴三级电站底格栏栅坝水力计算

底格栏栅坝取水枢纽具有结构简单、施工及运用方便、节约投资、不改变河道形式并能有效排除大粒径推移质等优点。根据四川呷榴河三级电站底格栏栅坝取水枢纽的设计研究,总结了底格栏栅坝满足引水排沙并兼顾生态环境功能的水力设计过程,对底格栏栅进流的水力计算、取水廊道无压流的水力计算及底格栏栅坝的泄流计算进行了详细论述。对于改进和完善底格栏栅坝取水枢纽设计建设具有参考意义。

连续配置钢管格栅坝拦截泥石流效果

在相同试验条件下床用无坝处理、单坝处理、双坝处理、单坝加双坝组合处理，设１０种组合试验。试验用的模型坝分３种类型（Ｌ／ｄ９５＝３．５类型Ⅰ）、２．５（类型Ⅱ）、１．９（类型Ⅲ）。分别进行泥石流泥沙体积分数（ｖ）的变化测试、泥石流粒径变化的试验研究。其结果：在上游配置类型Ⅰ、类型Ⅱ，在下游配置类型Ⅲ的情况下，峰值排沙量减少率与总排沙量减少率提高，ｖ随时间的延长而降低。在上游配置类型Ⅰ、类型Ⅱ，在下游配置类型Ⅱ情况下，峰值排沙量减少率没有太大的变化。但总排沙量减少率变低，队随时间的延长而增高。关于ｄ９５粒径随时间的变化情况，连续配置与设置１座时没有明显的差别。

某小型水电站首部枢纽底格栏栅坝尺寸的确定

底格栏栅坝在我国应用较广,适用于河床坡度较陡,水流中带有大量的卵石、砾石及粗沙的山溪河道上,它可以防止大量泥沙进入渠道,而且具有结构简单、施工方便及造价低廉等优点,本文对该水电站及首部枢纽作了简要介绍,同时确定了底格栏栅坝的相关尺寸。