基于ANSYS和MATLAB的胶结砂砾石坝断面优化

以一座设计阶段的胶结砂砾石坝为例,其坝址处地基覆盖层为砂卵石土层,坝体为胶结砂砾石料,前期运用ANSYS的参数化设计命令流进行二次开发,分别以邓肯-张经典与修正模型作为材料本构模型,对整体结构进行有限元计算,分析其应力变形规律。后期基于实际设计需求,从覆盖层抗压、抗剪两个角度出发,联通ANSYS有限元分析与MATLAB优化模块,通过优化设计与方案评估获得最优坝型,达到材料用量减少(节省11.3%)和地基应力状态改良(抗剪破坏点清除和最大压应力降低9.2%)的目的。

西河顺江堰引水枢纽整治工程胶结砂砾石坝研究与实践

胶结颗粒料筑坝技术是中国水利水电科学研究院、中国大坝协会研发的一种新型筑坝技术。胶结砂砾石坝介于土石坝与碾压混凝土坝之间,其特点是采用胶凝材料与天然砂砾石拌合,使用高效率的土石方运输机械和压实机械施工,与传统坝型比,具有环保、经济、安全、施工快速等优势。都江堰外江灌区西河顺江堰枢纽拦河坝采用了此项新技术,于2016年4月30日完工的顺江堰拦河坝成为全国首座建成的胶结颗粒料坝永久工程。施工中实施的全过程监控为新技术推广应用提供了完整的实践资料和许多宝贵经验,顺江堰工程发挥了首座工程的良好示范作用,文章简要总结了该工程的设计指标和施工工艺,供类似工程选型和实施参考。

胶结砂砾石筑坝技术在淤地坝系骨干坝建设中的适用性研究

针对淤地坝系中存在大量“闷葫芦”坝,有连续溃坝风险和淤地坝软基泄洪建筑物建设投资大、易变形等问题,拟采用胶结砂砾石坝作为控制性骨干坝,以提高流域淤地坝坝系安全水平。结合以往学者的研究成果和工程典型案例,以及黄土高原地区控制性淤地坝的特点,从地质条件、施工、耐久性和经济性等方面对胶结砂砾石筑坝技术的适用性进行分析,认为胶结砂砾石坝作为淤地坝系控制性骨干坝,可有效降低淤地坝系连续溃坝风险。

胶结砂砾石筑坝技术在岷江航电堤防中的创新应用与展望

胶结砂砾石坝是胶结颗粒料坝中的一种新坝型。文章阐述了在四川岷江航电堤防工程中有关胶结砂砾石坝的结构设计、材料配比和溶蚀性能以及专用拌和设备和施工质量控制方面的理念和方法,归纳总结了在应用过程中的主要创新成果。与传统坝型相比,具备较强的适应性和优越性,为面广量大的中小型水库大坝工程和下一阶段岷江航电堤防中的龙溪口堤防等的建设提供了有意的指导和借鉴。

基于风化料的胶结砂砾石料力学性能研究与工程应用

胶结砂砾石坝是近些年研究较为广泛的新坝型,该坝型有着漫顶不溃、弃料相对偏少、环保效果理想等多个显著的优势。当前,针对筑坝材料特性及坝体结构分析的研究成果相对偏少。本文结合西江大坝的风化料进行配合比试验及大坝应力-应变分析。研究结果表明:当混合骨料中强风化料占比小于60%时,胶结砂砾石抗压强度可满足配制要求;在各工况下,西江大坝整体应力水平较低且分布均匀,同时满足《胶结颗粒料筑坝技术导则》SL678-2014中抗压安全系数不小于4的规定。该研究成果拓宽了胶结砂砾石坝筑坝材料的选择范围,为西江大坝工程提供了理论依据。

基于BIM的胶结坝应力应变计算

胶结砂砾石坝是一种介于传统土石坝和混凝土坝之间的新坝型,其结构性态受地形、地质、建材特性及相关专业协同的影响,设计、结构分析重复工作量大,需要各专业之间协调工作,难以用常规方法分析其应力应变。采用CATIA三维软件进行胶结砂砾石坝及其地基的参数化建模,应用Hypermesh软件数据通道进行网格划分,并将模型导入FLAC3D软件进行基于FLAC3D的三维大坝有限差分计算分析,最后将剖面处的应力、应变数据以平截面图的形式展现在CATIA三维透视模型中,形成设计建模-结构分析-成果分析的数据闭环。该方法将三维建模与结构分析双向对接起来,利于设计的反复论证和优化。