沥青混凝土心墙风化料坝长期稳定性分析研究

在各种荷载和环境因素的长期作用下,风化料坝体堆石随时间逐渐发生变形,过大的变形影响大坝安全稳定。为研究沥青混凝土心墙风化料坝在运行期较长时间的坝体稳定性问题,依托工程实例中叶水库沥青混凝土心墙风化料坝,基于三维流变分析Burgers模型,模拟大坝在蓄水后运行期10 a的流变过程,计算流变位移及应力变化。结果表明:竖向最大流变位移为25.37 mm,发生在河床段坝顶;水平向最大流变位移为9.48 mm,发生在左岸坝肩坝顶位置;大主应力极值、小主应力极值相比初次蓄水期增加7.75%、3.79%。坝体流变位移在前3 a增加较快,进入第3~10 a后,流变位移增量逐渐趋于稳定。综上,中叶水库大坝在运行期的10 a内流变变形较小,应力增加较小,沥青混凝土心墙风化料坝的流变规律与堆石坝流变规律基本一致,同时说明大坝是安全稳定的。

沥青混凝土心墙风化料坝施工及蓄水过程模拟

针对沥青混凝土心墙风化料坝的施工和蓄水过程模拟进行研究,建立了大坝-地基系统三维有限元模型,根据现场施工资料拟定大坝施工及蓄水过程模拟方案.对比分析了施工期沥青混凝土心墙竖向变形和坝基基础沉降的有限元计算结果与现场对应的监测数据.结果表明,施工期心墙垂直应变和坝基沉降的计算值与实测值的变化趋势及数值基本上保持一致.在此基础上,进一步对大坝满蓄期的应力-变形进行了预测计算,大坝应力-变形分布符合沥青混凝土心墙坝的一般分布规律,量值基本合理,满蓄期大坝变形及应力性态良好.

沥青混凝土心墙风化料坝的设计及变形特性

以云南省在建的某沥青混凝土心墙风化料坝为例,阐述沥青心墙及筑坝材料特性,采用非线性模型模拟坝体竣工期及蓄水期应力变形,研究坝体及心墙应力变形分布特点。在分层加载分析中,心墙变形沿坝高方向呈现明显的抛物线变化趋势,且最大位移始终发生在坝高2/3左右的位置,心墙内部应力主要表现为压应力,不会发生水力劈裂破坏。

沥青混凝土心墙风化料坝三维地震响应分析

基于大型商业有限元软件ABAQUS,并利用其平台提供的UMAT子程序接口开发了等效线性模型,分析某沥青混凝土心墙风化料坝的地震响应,为大坝的抗震安全评价提供依据.有限元计算结果表明:在地震作用下,坝顶、上下游坝坡近坝顶等位置有可能会有坝料松动、滑落的可能性,在上述区域需采取适当的抗震加固措施;心墙及坝体的动剪应力不是很大,分布较均匀,不会出现剪切破坏;坝体在地震中的沉陷比水平位移大,坝体地震沉陷量约为最大坝高的0.27%.

沥青混凝土心墙风化料坝三维应力-变形分析

基于大型商业有限元软件ABAQUS,并利用ABAQUS平台提供的UMAT子程序接口开发了邓肯-张材料本构模型,研究轿子山水库沥青混凝土心墙风化料坝的应力-变形特性,为大坝设计的合理性以及工程施工后的安全性评价提供依据.有限元计算结果表明:坝体及心墙变形值基本合理,大坝的变形以及应力性态较好,心墙各高程处计算的垂直应力均大于该处的水压力强度,对防止产生水力劈裂和大坝蓄水后的安全运行是有保障的.

沥青混凝土心墙风化料坝碾压施工技术

沥青混凝土心墙是土石坝水利工程建设中的中央防渗体。土石坝中央防渗体的建设类型有较多种,而沥青混凝土心墙因为防渗效果好、适应变形能力强等优势成为国际土心坝中央防渗体选择的主要类型,在现代土石坝工程建设中有着极其广泛的应用范围。文章着重探讨沥青混凝土心墙风化料坝碾压施工技术。

金沙江上游巴塘水电站沥青混凝土心墙堆石坝设计

金沙江上游河段的巴塘水电站工程,其挡水建筑物为最大坝高69m的沥青混凝土心墙堆石坝,工程坝址区地震基本烈度为Ⅷ度,区域地质条件较为复杂,存在一定的技术问题。在分析和借鉴国内外已建的类似工程的基础上,结合工程本身的实际技术特点,就该工程坝体结构设计、坝基处理、坝坡设计、沥青心墙与混凝土基座的连接方式、防渗心墙沥青混凝土材料的设计参数等方面进行了一些有益的方案设计。这些设计在工程上的实际应用,最终确保了工程建设的顺利实施,相关设计成果可为后续类似工程的设计提供一定的参考。

新疆TP水库沥青混凝土心墙坝三维有限元分析

为了验证沥青混凝土心墙坝设计,采用邓肯张E-B模型对新疆TP水库工程沥青混凝土心墙坝进行三维有限元计算分析。结果表明:三维有限元静力计算得到的坝体坝基、沥青混凝土心墙以及防渗墙应力变形结果符合基本规律,满蓄期大坝发生最大值沉降,沉降值约占坝体和坝基总高度的0.69%。应力应变均在合理范围内,该沥青混凝土心墙坝设计合理,研究结果可为类似坝体设计提供参考。

复杂地质条件下沥青混凝土心墙坝风险识别方法

针对复杂地质条件下沥青心墙坝风险识别问题,本文从“三高一深”复杂地质条件、沥青混凝土心墙和传统土石坝三个风险维度,系统建立沥青混凝土心墙坝风险指标体系。针对主客观信息融合不充分问题,本文采用三角模糊层次分析法(TFAHP)确定风险指标主观权重,通过指标重要性评价法(CRITIC)确定其客观权重,并利用博弈论法(GT)计算最优组合权重,构建基于TFAHP-CRITIC-GT组合赋权模型的沥青心墙坝风险智能识别方法。实例分析表明,新疆奴尔沥青心墙坝工程复杂地质条件风险指标权重占比0.516,是该工程的重要风险因素。综合考虑复杂地质条件风险对于准确识别沥青心墙坝风险因素具有重要工程意义,本文提出的指标体系及识别方法对于西部地区复杂地质条件大坝风险识别及评价研究具有推广价值。

过渡料特性对沥青混凝土心墙开裂的影响

沥青混凝土心墙的应力水平变化不仅受自身材料特性影响,也受相邻过渡料特性的制约,改变过渡料特性会对心墙水力劈裂产生较大影响。为探明过渡料特性变化与心墙开裂之间的关系,采用邓肯张E-B模型对庙堂心墙堆石坝进行有限元计算,提出了抗裂安全系数Kn来表征心墙发生水力劈裂的危险程度,并在此基础上采用正交实验的方法比较了过渡料E-B模型各个参数与心墙开裂的相关性,得出结论:过渡料刚度越大,心墙发生水力劈裂可能性越大;在过渡料选择上,应当优先考虑高敏感性因素破坏比(R_(f))、卸荷再填筑时的弹性模量指数(n)、土体内摩擦角(φ_(0))、初始弹性模量(K),在满足沥青混凝土心墙坝设计和施工规范的前提下,选取R_(f)较大,K、φ_(0)较小的过渡料,能够有效提升沥青混凝土心墙坝抗裂性能。

基于HEC-RAS的沥青混凝土心墙坝溃坝洪水过程模拟分析

大坝溃口发展过程模拟是开展溃坝洪水分析的基础,不同坝型溃口发展过程不同,溃口流量(下泄洪水)过程差异很大。文章通过对某水电站沥青混凝土心墙坝溃口形式的研究,采用HEC-RAS(Hydrologic Engineering Centers-River Analysis System)软件进行溃坝洪水模拟,旨在探讨沥青混凝土心墙坝在水库溃坝风险中的关键因素,着重考虑沥青混凝土心墙对溃口发展的影响。结果显示,初始运行水位、洪峰流量的重现期、溃坝历时及泄水建筑的泄流方式对溃口流量产生显著影响。研究成果为未来水利工程的安全可靠建设提供了科学依据。

沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝试验与溃坝过程数值模拟

基于中国新疆射月沟水库溃坝案例资料,在水槽冲蚀试验系统进行了沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝试验,直观展现了坝壳料冲蚀与心墙折断过程,发现了抗冲蚀能力强的沥青混凝土心墙对溃坝过程的重要影响。将沥青混凝土心墙坝的漫顶溃坝过程分为3个阶段:坝壳料溯源冲蚀至沥青混凝土心墙裸露;心墙第一次折断,溃口流量迅速增大并出现峰值;心墙发生多次折断直至溃口稳定。在试验成果的基础上建立了模拟溃口流量和溃口形态演化的沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝过程数学模型,模型的特色在于通过冲蚀公式模拟沥青混凝土心墙的裸露长度,采用力矩平衡法计算裸露心墙的折断时刻、折断长度和折断次数,从而合理反映了沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝时坝壳料与心墙的耦合作用机制。采用建立的数学模型对射月沟溃坝过程进行了反演分析,计算结果表明重要溃坝参数与实测值误差均在±25%以内,较好地反映了溃坝过程,研究成果可为沥青混凝土心墙坝漫顶溃坝过程模拟提供借鉴。

深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝非平稳随机地震动响应分析

由于良好的环境适应能力沥青混凝土心墙坝是我国西南强震区深厚覆盖层场地的优选坝型,然而对于沥青混凝土心墙坝非平稳随机地震作用下的抗震安全评价研究尚有不足。采用改进的Clough-Penzien功率谱结合随机函数,充分考虑地震动频率与强度的非平稳特征,生成了一系列与反应谱拟合的非平稳随机地震动集合,以某深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝为例,对其坝顶水平加速度及竖向永久变形等响应的均值及变化范围等进行了统计分析及分布检验,揭示了覆盖层与坝体响应均值及变异性沿高程变化规律,并通过概率密度演化方法,展示了坝顶水平加速度概率密度沿时间的演化过程,同时对生成的55条非平稳随机地震动进行调幅,结合多条带分析法易损性分析方法开展了深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝非平稳随机地震动易损性分析,给出了以震陷率为破坏等级控制指标的坝体易损性曲线,为深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝的抗震安全评价提供了新的方法和思路。

不同基座高度对沥青混凝土心墙堆石坝受力特性的影响研究

为研究不同基座高度对沥青混凝土心墙坝受力特性的影响,采用邓肯-张E-B模型作为坝体及心墙的本构模型,对大坝施工和蓄水过程进行模拟,并依据基座与心墙的高度关系拟定5种计算方案,对比不同基座高度下堆石体和心墙的受力特性。结果表明,基座越高,大坝堆石体竖向位移及第一、三主应力越小,而心墙第一、三主应力越大,竖向位移则随基座增高而减小。在此基础上,利用熵值法构建了基座影响定权模型,量化了基座高度变化对大坝不同部位的影响程度:基座高度变化对心墙的影响(权重56.06%)最显著,建议工程设计和安全评价需要考虑基座高度发生变化时对心墙第一主应力状态的影响。研究成果可为沥青混凝土心墙堆石坝工程设计和施工提供参考依据。

基于有限元模型的沥青混凝土心墙坝动力反应分析

沥青混凝土心墙坝因其具有较好的防渗性和抗震稳定性,已成为当地材料坝中的重要坝型之一,为探讨地震对沥青混凝土心墙坝安全性能的影响。运用三维有限元方法对新疆某沥青混凝土心墙坝的动力反应进行深入研究,分析沥青混凝土心墙坝在地震极端动力荷载作用下的动力响应,以评估沥青混凝土心墙坝的稳定性和安全性。结果表明:在地震作用下,该沥青混凝土心墙坝的地震反应相对较小,结果符合一般规律,具有良好的抗震性能,分析结果可以为同类工程提供参考。

某水库沥青混凝土心墙坝结构设计及稳定分析探究

为研究沥青混凝土心墙坝的结构布置、施工特点和坝坡稳定性,结合工程实例,对沥青混凝土心墙坝进行了心墙及其基础和坝坡的结构设计,坝体材料分区,填筑料力学指标选取,并通过土石坝分析计算软件Autobank7.7对坝坡进行稳定计算,计算方法采用简化毕肖普法和摩根斯顿-普赖斯法,计算结果满足安全稳定要求,以期为该类坝型建设提供一定参考。

超深覆盖层上沥青混凝土心墙坝防渗体应力变形特性及处理措施研究

防渗体系是保证深厚覆盖层地基上沥青混凝土心墙坝安全运行的最重要结构,其安全性备受关注。因此,对超深覆盖层上沥青混凝土心墙坝开展了大规模的三维有限元分析,研究了防渗体系在填筑和蓄水过程中的应力变形特性。结果表明,沥青混凝土心墙两岸局部区域的拉应变相对较大,应重点关注;嵌入两岸的廊道设计导致廊道及防渗墙顶部两端出现高应力区;在廊道和两岸之间设置结构缝或波纹管,可有效改善廊道和防渗墙应力状态。研究成果为超深覆盖层上土石坝防渗体的设计、优化和安全评价提供了支撑。

新疆某水库碾压式沥青混凝土心墙材料试验研究

坝高增加会对沥青混凝土心墙的应力水平产生影响,本文通过对新疆某水库碾压式沥青混凝土心墙材料进行试验研究,评估了其物理力学性能。结果表明,推荐的配合比满足规范要求,得出该工程沥青混凝土心墙的配合比。此次研究为水利工程领域的心墙材料选择提供了科学依据,为工程实践提供了有益的经验和借鉴。

某水库工程沥青混凝土心墙坝渗流稳定计算分析

沥青混凝土心墙坝是一种当地材料坝,对环境有着较强的适应性,在新疆坝工建设中受到了极大的欢迎。本文依托新疆某沥青混凝土心墙坝水库工程,采用有限单元法,对水库大坝在各特征水位及其降落不同情况进行渗流计算分析;与此同时,基于渗流计算成果,采用中国水科院STAB2008简化毕肖普法对水库大坝进行坝坡稳定计算分析。结果表明,各种工况下坝体、坝基均不会产生渗透破坏,渗透稳定均能满足规范要求;坝坡在各阶段各种运用条件下均是稳定的,且具有一定的安全储备,其稳定性满足确定的坝坡抗滑稳定安全设计标准,说明大坝结构设计合理、安全可靠,可为同级别沥青混凝土心墙坝水库工程设计提供参考。

新疆某水库沥青混凝土心墙砂砾石坝渗流分析

新疆某水库工程大坝为沥青混凝土心墙砂砾石坝,坝体防渗系统由沥青混凝土心墙+混凝土基座的形式组成。结合地形地质情况,借鉴国内类似工程经验,对工程渗控系统进行合理设计,并采用二维、三维有限元方法进行渗流计算分析。结果表明:在各种计算工况下,工程各部位的渗流场分布合理;各部位的最大渗透比降均未超过其相应部位的允许值,满足渗透稳定要求;坝体、坝基渗流量占河道全年径流量的1.8‰。该工程渗控系统设计满足规范及设计要求。