水压和温度对龙羊峡重力拱坝水平位移的影响分析

【目的】为研究龙羊峡重力拱坝坝体水平位移与库水位变化之间存在的“相位差”并与一般混凝土坝位移随水位同步变化的规律进行对比,【方法】首先结合水压和温度对重力拱坝变形的作用机理,对存在“相位差”的原因进行假设。将龙羊峡重力拱坝的坝体水平位移分为四阶段,分析各阶段位移增量及变形速率,随后建立大坝三维模型,通过定量分析和有限元计算的方法对于上述假设进行验证。【结果】结果显示,对于重力拱坝,其水位及温度对位移均有较大影响。【结论】在无温度应力作用时,坝体径向位移随水位上升而向下游变形,在无水压力作用时,坝体径向位移随温度上升而向上游变形;龙羊峡重力拱坝水平位移一年中的变形主要分为四个阶段,水压和温度在各个阶段发挥着不同的作用,使各个阶段的变形速率不同,二者的综合作用导致了龙羊峡重力拱坝水平位移和库水位变化之间“相位差”的存在。

基于PCA-PSO-GRU模型的重力拱坝诱导缝开合度预测

针对以往裂缝开合度时间序列数据预测中未有效利用众多实测温度数据,且各自变量之间存在多重相关性的问题,考虑主成分分析法(PCA)在处理多维数据上的优势以及门限循环单元(GRU)神经网络在处理复杂时间序列数据问题上的优势,构建了PCA-PSO-GRU组合预测模型。以某混凝土重力拱坝坝左诱导缝的开合度监测数据为样本,提取输入变量的主成分来降低输入数据的维度,然后进行模型训练和多步预测,采用平均绝对误差和均方根误差来评价模型的预测精度,并将预测结果与PSO-GRU、PCA-PSO-BP及传统的统计回归模型进行对比分析。结果表明,PCA-PSO-GRU组合预测模型在诱导缝时间序列数据预测方面具有更高的准确性,可为大坝诱导缝开合度评价提供一定的指导。

混凝土重力拱坝极限抗震能力评价方法初探

从基于性能的抗震设防标准及理论出发,坝体某个关键性能破坏便可能影响大坝的正常运行,单一的评价准则已经不能满足对大坝极限抗震能力评估的要求。针对混凝土重力拱坝的结构特点,基于混凝土弥散裂缝模型,利用地震动超载时域分析方法,从收敛性、地震位移响应突变、塑性区贯通、坝体开裂破坏等方面,对国内某重力拱坝极限抗震能力进行了探讨和研究。研究表明,该重力拱坝的极限抗震能力为0.51g,顶拱中部是坝体相对薄弱的高地震响应区。

Nam Ngum5水电站分缝重力拱坝地震响应分析

针对老挝在建的Nam Ngum5水电站重力拱坝,利用基于ABAQUS平台的非线性指数型动接触模型和混凝土塑性损伤本构模型,研究了该重力拱坝在地震荷载作用下横缝的张开、闭合和滑移的非线性动力特性以及坝体的动力响应.计算结果表明:横缝张开使得大坝的坝踵主拉应力大幅增加至3.0MPa;考虑诱导短缝时,坝体整体性下降,刚度减弱,坝顶顺河向动位移响应有一定幅度的提高,同时横缝的开度也有所增加,但诱导短缝对坝体应力的影响较小;大坝能承受的最大峰值加速度为0.40g,大坝可能的破坏模式为从横缝底端与岸坡交界面处起裂,损伤部位逐渐向坝踵以及左岸坝肩、右岸坝肩延伸.

龙羊峡重力拱坝动力特性和抗震安全评价

龙羊峡水电站是黄河上游开发的龙头电站,大坝抗震设防烈度高达9度,大坝动力特性倍受关注,抗震安全至关重要。本文应用现行规范规定的方法和原则以及考虑地基辐射阻尼、地震动非均匀输入以及坝体伸缩横缝强震开合等综合复杂因素影响的非线性有限元波动分析方法,对大坝-地基-库水系统进行深入的地震动力分析,研究了重力拱坝的动力特性,分析了大坝的动态反应,综合评价了大坝的抗震安全性。

窄缝式消能工在重力拱坝坝面溢流中的应用

在陕西洋县卡房水利枢纽水工模型试验研究的基础上 ,首次将窄缝挑坎和扩散挑坎进行有机结合 ,运用在重力拱坝坝面溢流的泄洪消能上 ,充分利用了窄缝挑坎的高效消能和对水舌的灵活导向 。

混凝土重力拱坝整体安全度评价方法探究

针对混凝土重力拱坝的特点,基于混凝土弥散裂缝模型,采用三维非线性有限元法,以坝体位移响应突变、坝基塑性区贯通、坝体开裂破坏以及计算收敛性作为重力拱坝体系整体失稳的判断准则,探讨了重力拱坝整体安全度评价的方法。以国内某重力拱坝为例,从上游水压超载、坝基强储、地震灾变等方面对其整体安全度做出评价,揭示重力拱坝的薄弱部位,为其优化设计及抗震安全评价提供依据。研究表明:不同破坏模式下,该重力拱坝因水压力超载引起系统失效的整体安全度为5.0;坝基岩体抗剪强度降低使系统失效的整体安全度为3.5;地震灾变引起系统失效的整体安全度为1.7;重力拱坝的破坏模式区别于拱坝,水压力超载破坏主要表现为坝肩中下部开裂破坏和坝基岩体屈服破坏导致整体失稳;基岩强度折减破坏主要表现为坝体沿坝基面的滑动失稳破坏;地震灾变破坏主要表现为坝踵、溢流道闸墩底部的开裂破坏,其中,溢流道闸墩是坝体相对薄弱的高地震响应区。

水下爆炸冲击下重力拱坝的破坏特性

为了了解重力拱坝在水下爆炸冲击荷载下的破坏模式,通过建立混凝土重力拱坝水下爆炸全耦合模型,考虑混凝土高应变率效应,对水下爆炸冲击下重力拱坝动态破坏过程进行了全性能数值仿真,针对重力拱坝的结构特性及受力特点,探讨了大坝在水下爆炸冲击荷载作用下的可能破坏模式及破坏机理。结果表明,重力拱坝抗爆薄弱部位主要位于坝体中上部,坝身下部抗爆性能较强;当炸药在拱冠梁处起爆时,表孔中墩及边墩发生冲切和震塌滑移破坏;当炸药在距右岸1/4拱圈处爆炸时,坝肩发生震塌破坏,影响坝肩抗滑稳定及坝体整体安全性。

改进的混凝土重力拱坝温度荷载分析

针对目前拱坝规范中温度荷载不能较好地考虑重力拱坝内部温度的非线性变化,由外界气温变化对混凝土内部温度影响的理论分析及坝体温度计测值的综合分析,对年变化温度荷载的计算进行了改进:仅对外界气温变化影响较显著的距坝体外表面10 m左右区域的混凝土温度进行等效,假设中间区域的温度无变化。这可一定程度考虑坝体内部温度的非线性变化。对某重力拱坝进行分析,得到的结论是:①采用本文提出的考虑坝内温度非线性变化的温度荷载方法计算的应力较规范计算的应力,在下游面拉应力有较大增长,而上游面压应力有所减小;②计算坝体的变形与规范法计算的变形较接近,但截面上的应力分布不同。

隔河岩重力拱坝加固方案地质力学模型试验研究

本文采用地质力学模型试验技术对清江隔河岩重力拱坝加固方案进行了整体模型试验。通过研究,对大坝及基础的整体安全度有了更进一步的认识,对加固处理措施的效果作出了评价。同时,对拱坝地质力学模型试验技术及超载安全度进行了新的研究和探讨。

伦潭碾压混凝土重力拱坝诱导缝研究

采用三维有限元方法,对伦潭碾压混凝土重力拱坝诱导缝设置和施工过程进行了模拟。综合各种因素,对坝体变形、坝体应力进行计算,全面分析了该坝的坝体应力状态。对设缝前后拱坝的工作特性进行了比较,同时还论证了诱导缝设置的合理性。通过以上的分析计算,认为该拱坝坝体较高高程部位的坝体应力分布及变形对称性不好,建议进一步优化体型,为工程安全设计提供参考。

重力拱坝坝体三维有限元稳定分析

由于重力拱坝主要依靠梁的作用即以重力作用为主,所以稳定问题显得更重要。为了验证某水库重力拱坝坝体设计的安全性与可行性,采用有限元计算软件ADINA对该重力拱坝进行了三维稳定分析,模拟计算出了正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位下的坝体应力变形情况。从计算结果可以看出,该坝坝体的应力应变分布规律均符合实际情况且应力值都在允许的范围内。不仅为实际工程的设计和修建提供了重要的技术依据,同时也为同类工程建设提供了有效的参考。

隔河岩上重下斜封拱式重力拱坝设计研究

为适应隔河岩坝址特殊的自然条件,采用拱梁分载法进行平、斜封拱坝的比较计算,并对各种斜封拱坝方案进行分析研究,结合三维有限元计算及结构模型试验验证,选用三心单曲、上重下斜封拱式重力拱坝体型.安全监测资料表明:大坝受力条件优越,运动正常.

凤滩空腹重力拱坝坝顶切向位移变化规律分析

针对凤滩空腹重力拱坝坝顶切向位移变化规律与拱坝常规变形规律的不同,从物理、力学角度出发分析其可能的原因,构建了空间挠度模型,据此分析该坝的变形规律,评价大坝的工作性态。

浪详水电站砌石重力拱坝安全复核及除险加固防渗处理

浪详水电站水库大坝高水位运行中,存在砌石拱坝坝体渗漏、砌石材料强度低等问题。为了消除水库大坝的安全隐患,提高大坝运行的安全可靠性,根据大坝渗漏现状和钻探分析资料,结合大坝坝基垂直正应力和稳定性复核成果,优选水泥砂浆充填灌浆为主的防渗补强除险加固方案。补强灌浆防渗处理后,经测试30个试验段透水率均在5 Lu控制范围内,坝体密实度得到有效增强,合格率达100%,并历经2年的高水位蓄水运行考验,工程整体运行状况良好。

清江隔河岩上重下斜封拱式重力拱坝安全监测反馈

为适应清江隔河岩坝址特殊的自然条件 ,清江隔河岩大坝设计创造性地采用了三心单曲、上重下斜封拱式重力拱坝坝形。通过对该大坝运行以来的安全监测资料的分析 ,并结合大坝设计的具体情况 ,研究了大坝的安全裕度。通过对监测资料的反馈 ,分析了大坝设计思想的合理性 。

凤滩空腹重力拱坝变形的时空模型

凤滩大坝为混凝土空腹重力拱坝,变形性态有其特殊性。本文利用位移时空监测模型的基本原理,建立了凤滩空腹重力拱坝的挠曲线模型,并应用其分析了坝体径向位移的变形规律,取得了令人满意的效果。

清江隔河岩重力拱坝与复杂地基三维有限元非线性分析

本文对清江隔河岩重力拱坝与复杂岩基相互作用进行了三维有限元分析,并着重研究了坝体的应力和变位,地基中结构面的应力和位移规律以及F_(to)断层不抗拉特性对坝体应力的影响。分析成果对该重力拱坝的优化设计和指导施工有所裨益。此外,这也是我们首次利用个人微机进行岩土工程大型复杂的三维课题有限元非线性分析的一个成功实例。

基于小波变换的某重力拱坝背水坡转异裂缝序列的分析

裂缝转异诊断对分析大坝安全稳定运行有重要意义。将小波变换应用于大坝裂缝转异分析中,并结合某重力拱坝背水坡裂缝X18-1的实测数据,分别从小波系数图的过零点和极值点、多尺度下模极大值线及奇异性变化角度讨论其与裂缝转异时刻的关系,最终综合判断出裂缝的转异时刻。分析结果表明,小波系数图、模极大值线和奇异性均可反映裂缝的转异,但各自独立的诊断结果不完全相同,综合分析可准确判定裂缝的转异时刻,为裂缝转异诊断提供了新思路。