单薄混凝土重力坝的静动力特性研究

混凝土重力坝作为挡水建筑物,已广泛应用于水利水电工程中,但对于体型单薄的混凝土重力坝,在运行过程中,特别是地震荷载作用下,容易出现应力集中和滑动失稳现象。该文依托石城子二级电站工程,采用有限元数值模拟方法,对其压力前池末端的单薄混凝土重力坝开展静动力特性研究,并基于有限元分析成果研究重力坝的抗滑稳定性。该研究成果对类似单薄混凝土重力坝工程具有参考价值。

溪柄碾压混凝土薄拱坝的研究

溪柄碾压混凝土薄拱坝根据施工期至运行期的温度场和累计组合应力场的仿真计算进行结构设计，用混凝土多轴强度及实验韧性判别，对施工期和运行期用不同安全系数，采用低绝热温升（１２℃）混凝土，拱坝中设人工短缝以改进整体式碾压混凝土结构的应力和传力方向，６３．５ｍ高的拱坝仅用半年即完成整体碾压工作并勿需等待冷却和灌浆即可蓄水，提前发挥工程效益。

模拟软弱夹层动力特性的薄层单元及其工程应用

在有厚度的Goodman单元模型基础上,借鉴Desai构筑接触面单元的思想,提出了一种能够模拟夹层静、动力特性的薄层单元。在求解过程中,利用混合迭代,比较高效率地实现了超余应力调整与嵌入调整统一迭代,加快了迭代速度,为工程应用奠定了基础。利用这种夹层单元对某重力坝的抗震稳定进行了分析,分析结果表明该重力坝的动力稳定由坝前的软弱夹层323-T控制,抗震安全系数约为2.50。

基于有限元和突变理论的高拱坝坝体稳定研究

建立了高薄拱坝坝身稳定分析的系列概化模型,采用通用有限元软件ANSYS的屈曲分析功能,计算其稳定超载系数并用突变理论分析了高薄拱坝的稳定问题,分析表明,其稳定性判别结果与有限元稳定计算结果相吻合.

高碾压混凝土双曲薄拱坝坝基开挖预裂爆破技术

结合大花水水电站大坝工程地质条件,通过分析岩层具体情况,采用预裂爆破施工技术,合理施工方法进行坝基开挖,并对爆破参数和装药结构的设计,钻孔的角度控制和梯段高度精心确定,使该边坡开挖预裂取得良好的效果,保证了坝基开挖的质量要求。

特高薄拱坝坝体屈曲分析及应力控制指标的修正

对高薄拱坝几何参数进行了统计分析,根据此分析结果建立了特高薄拱坝稳定分析概化模型.采用空间有限元稳定分析方法对特高薄拱坝的坝体屈曲问题进行了研究,并通过对拱坝的强度和稳定超载分析,得出了拱坝破坏包络曲线.分析结果表明,特高薄拱坝设计时应重视坝体屈曲影响,考虑坝体屈曲影响后应对应力控制指标进行修正.

中国是世界拱坝大国也是世界拱坝强国——在《特高拱坝建设总结及安全运行管理研究》会议上的发言

中国拱坝数量占全世界的40%,数量最多;世界最高的三座拱坝都在中国,因此中国是世界拱坝大国。中国解决了岩溶地区拱坝防渗、狭窄河谷拱坝大流量泄洪等技术难题,发展了碾压混凝土拱坝筑坝技术。中国学者首创大坝混凝土标号分区技术,首创混凝土坝温度应力理论体系,解决了大坝裂缝这一世界性难题;建立了拱坝优化理论、混凝土坝仿真分析方法、混凝土坝有限元等效应力方法、混凝土坝数值监控方法等,在拱坝设计和科研上取得了全世界最多的重要成果,因此中国既是世界拱坝大国,又是世界拱坝强国。

观音岩水电站混合坝插入式接头的抗震性能

观音岩水电站混合坝插入式接头高度达71,m,是大坝结构的薄弱环节,接头的动静安全直接关系到工程全局.以薄层单元模拟插入式接头中堆石坝心墙与混凝土的接触面,堆石和心墙料采用Hardin非线性动力本构模型,在三维非线性静力分析基础上,基于时程法对大坝连接坝段进行了地震动力分析,揭示了在地震过程中接头部位接触面的开合变形性态、剪切破坏及地震永久变形情况.三维非线性仿真分析的结果表明:在设防烈度地震作用下,土质防渗体与混凝土坝接触面仅在靠近顶部和两侧部位发生一定张开,张开度较小,张开持续时间短,接触面并未形成贯通的张开面;接触面剪切破坏范围较小,顶部具有一定程度的永久变形.综合来看,插入式接头的抗震安全性是有保障的.

薄拱坝极限承载能力研究与应用

根据塑性极限分析的静力法和机构法原理,推导了拱坝极限荷载上、下限值的线性规划数学模型,并选择两座典型薄拱坝为例,采用多拱梁塑性极限分析法计算了极限状态下的超载系数和应力状态、破坏形态,验证了薄拱坝极限承载能力及安全可靠性。

薄层接缝单元及其在拱坝接缝模拟中的应用

在拱坝等结构的非整体性分析中,横缝、诱导缝等接缝对大坝变形及应力状态影响较大,坝体接缝的模拟是计算分析的关键。为对坝体接缝力学行为进行较为合理的模拟,提出法向和切向本构关系均采用双曲线模型的薄层接缝单元,算例验证表明这种薄层接缝单元可以较好地模拟在循环荷载作用下接触面拉压交替的现象。对接触接缝单元的刚度系数、摩擦系数和单元厚度等因素进行了敏感性分析,并阐述了采用这种薄层接缝单元模拟拱坝横缝和诱导缝的方法。将薄层接缝单元用于模拟某实际碾压混凝土拱坝工程中的接缝,计算结果表明横缝和诱导缝对其附近区域坝体拉应力有较大的削弱作用,同时这种薄层接缝单元也可为其它类似接缝模拟计算提供参考。

薄带连铸用侧封板材料的研究进展

侧封板是薄带连铸生产线的重要组成部分,因此对侧封板材料的实际使用工况进行了简要分析,进而对侧封板材料的材质、制备工艺及使用性能进行了较详细的综述,并讨论了存在的问题和可能的发展方向,指出侧封板材料是制约国内薄带连铸技术发展的关键技术瓶颈之一,目前虽然很难找到性能优越且成本较低的侧封板材料材质,但氮化硼质复合材料依然是今后侧封板发展的主要材料之一。

薄拱坝静力分析的样条半解析法

针对拱坝静力分析的有限元法计算复杂，且存在解决坝型选优问题时精度不高等缺点，以壳体理论和能量原理为基础，提出了薄拱坝静力分析的样条半解析法．它吸收了样条函数方法的一般优点，避免了有限元方法中计算繁琐的不足，且能满足精度要求．给出了计算实例，并与有限元法和拱梁模态法的结果进行了对比．

表面保护对施工期碾压混凝土薄拱坝温度与应力的影响

针对碾压混凝土薄拱坝表面温度梯度受外界气温变化影响显著而易产生温度裂缝的问题,以铁川桥碾压混凝土薄拱坝为工程背景,依据实际的施工进度和碾压混凝土的热力学参数,采用自主开发的FZFX3D温控计算软件,对施工期碾压混凝土薄拱坝在表面一直裸露与永久保护两种工况下进行三维温控仿真分析,通过比较坝体在有无表面保护措施下的温度与应力变化,研究表明对于受外界气温影响显著的碾压混凝土薄拱坝,表面保护措施不仅可以明显减少气温对混凝土表层温度梯度的影响,特别是距离坝体表面2m厚范围内的影响最显著,而且对坝体最大拉应力也有明显的改善,是节约温控成本的一项可行措施,也为类似工程实施温控措施提供借鉴。

有限单元法在拱坝设计中的应用

本文采用等效应力与薄层单元相结合的方法,解决了拱坝有限单元法分析中应力数值的不稳定问题;所建议的方法为有限单元法在拱坝设计中的应用提供了有效的途径.

青龙U型薄拱坝极限承载能力及渐进破坏模式分析

U型碾压混凝土薄、高拱坝在国内外尚不多见,其中湖北省青龙拱坝因地形条件的独特尤为特殊,应力分布规律较常规V型拱坝有根本性差异,即在距坝底1/4坝高的下游坝面拱冠处出现较大面积的拉应力区,因此对青龙U型薄拱坝破坏机制及安全度的探讨非常必要。基于带拉破坏Drucker-Prager准则,利用强度储备系数法和超载法,分别对青龙拱坝的极限承载能力进行弹塑性有限元分析;运用位移突变法、塑性区贯通及收敛性等破坏判据,探讨其破坏机制,评价其整体安全度。结果表明:选用分析承载能力的方法不同,则青龙U型薄拱坝在极限承载过程中上、下游坝面破坏形态不同,但坝体最终的破坏形态基本一致;总结了其渐进破坏模式特点,并指出其在极限承载过程中由于应力的自行调整,拉应力减小或消失,满足稳定安全要求。

金属薄带双辊连铸复合式电磁侧封的物理模拟

针对薄带双辊连铸的辊端金属液侧封问题,采用低熔点合金物理模拟实验,研究单纯的电磁侧封、电磁场复合有机玻璃挡板侧封、电磁场耦合内置或外置铁芯的耐材挡板侧封4种方式下的磁感应强度分布特点和侧封效果。结果表明:电磁场耦合内置铁芯挡板的侧封方式效果最好,可将金属液侧封高度提高3.3倍,且金属液的侧封高度随电流强度线性递增。同时还观察和分析侧封过程中金属液面波动现象。

用结构法分析研究佛子岭连拱坝的变形性态

针对佛子岭连拱坝的结构特点 ,用三维薄层单元非线性有限元分析研究了典型坝垛的应力分布及坝顶位移变形规律 ,从而进一步掌握了佛子岭连拱坝的变形性态特性 ,亦解释了该坝 1 993年变形“异常”

东风水电站设计回顾和特点

东风水电站工程设计中 ,经过不断的优化设计 ,最终选用了具有世界水平的超薄高双曲拱坝 ;采用左岸设泄洪洞、溢洪道 ,坝身设三表孔、三中孔的枢纽布置方案及新型消能工 ;针对东风工程岩溶发育的实际情况 ,通过仔细的勘探和分析研究 ,采用了横向拦截地下分水岭等“堵、灌、排”结合的方案 ;工程中大胆采用新材料、新工艺 ,如高掺粉煤灰 ,外掺氧化镁混凝土 ,采用硅粉混凝土、高掺粉煤灰灌浆浆液等。观测成果表明 ,工程运行正常。 2 0 0 0年度 ,东风工程勘测、设计双双获得国家优秀勘测、优秀设计金奖。

某薄拱坝坝体应力计算

某薄拱坝位于粤北山区,坝高80m,底宽仅9m,为国内知名薄拱坝之一。本文分别采用拱梁分载法和有限单元法对拱坝运行期的坝体应力开展了详尽分析,根据应力计算成果指出拱坝下游面开裂的原因,并根据裂缝成因对拱坝运行管理提出相关建议。

安砂大坝3^# 坝段结构性态分析

本文针对安砂大坝3#坝段基岩地质条件较差、建基面形状特殊、坝顶水平位移年变幅较大等情况,对其进行薄层单元有限元分析,反演坝体综合弹性模量,建立混合模型,进行强度和稳定校核,得出3#坝段结构与工作性态正常的结论,为大坝的安全运行提供了依据.