浪河水库心墙堆石坝应力变形分析及安全评价

采用非线性有限元法,应用邓肯E-B模型对浪河水库黏土心墙堆石坝进行了应力变形分析.计算模拟了大坝未蓄水时、蓄水后及水位突降过程,得出各个时期的坝体最大断面上各部分的位移和应力分布.计算结果表明,在上游坝坡处堆石部分有滑坡的可能性,采用刚体极限平衡法给予校核,计算结果与实测规律一致.对于坝体渗流稳定也做了相应的计算分析,并对坝体安全稳定作出了相应的评价.通过分析得知坝体裂缝主要是坝体产生不均匀变形所致,分析结果为坝体加固措施的设计及实施提供了必要的参考.     

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.     

土石坝坝体复合土工膜防渗斜墙的受力分析

在土石坝坝体防渗中,土工膜有时作为一种防渗材料铺设在坝体的上游坡中,以保护坝体的安全运行.在试验基础之上,重点分析复合土工膜的主要力学特性,并结合一座建在深厚覆盖层上的复合土工膜防渗土石坝,对其进行非线性结构分析,着重研究复合土工膜与坝体结构面之间的剪切变形特性.试验结果表明,复合土工膜与坝体粗粒料垫层结构面的剪应力-剪应变关系为应变软化型.计算结果表明,在现有可能不利条件下,该坝坝体、坝基及复合土工膜的应力变形均在合理可控范围之内,大坝结构安全能够满足要求.     

基于ANSYS的高拱坝三维有限元分析

使用ANSYS有限元通用分析软件建立高拱坝的计算模型,采用线弹性三维有限元法对高拱坝运行期进行了多工况的热固耦合分析.计算考虑到现有规范的温度荷载对高坝大库有较大的差异性.计算结果表明坝体应力和变形符合有限元方法计算的一般规律,应力分布基本趋于合理.     

浪河水库心墙堆石坝应力变形分析

采用非线性有限元法,应用邓肯E-B模型对浪河水库粘土心墙堆石坝进行了应力变形分析。计算模拟了大坝未蓄水时、蓄水后及水位突降过程,得出各个时期的坝体最大断面上各部分的位移和应力分布。计算结果表明,在上游坝坡处堆石部分有滑坡的可能性,并采用刚体极限平衡法给与校核,计算结果与实测规律一致。对于坝体渗流稳定也做了相应的计算分析,并对坝体安全稳定作出了相应的评价。通过分析得知坝体裂缝主要是坝体产生不均匀变形所致。分析结果为坝体加固措施的设计及实施提供了必要的参考。     

坝体土体和防渗墙模量变化对防渗墙应力变形的敏感性分析

结合某水库的除险加固工程,建立二维有限元模型对采用低弹模混凝土防渗墙的某土石坝进行了数值模拟.分析计算按加固过程中的施工进度模拟,同时利用adina中多孔介质材料属性,考虑了坝体中渗流作用对防渗墙应力变形的影响.接触面单元考虑到在防渗墙的实际施工中需要泥浆护壁,采用Goodman修正单元.为分析坝体土体和墙体材料的弹性模量对墙体应力和变形的影响,研究了正常水位下防渗墙的应力和变形随坝体土体和防渗墙弹性模量变化而变化的规律性.计算结果表明:当防渗墙的弹模小于5000 MPa时,墙体应力随防渗墙弹性模量的变化不敏感,当防渗墙的弹模大于5000 MPa时,墙体应力随防渗墙弹性模量的变化敏感;最大水平位移随着防渗墙模量的增大变化不大,对防渗墙模量的变化不敏感;防渗墙墙体应力和变形对坝体土体弹性模量的变化不敏感.     

克田混凝土拱坝三维有限元分析研

采用三维有限元方法对克田混凝土拱坝在多种荷载组合下的坝体应力及变形进行了计算,结果表明,坝体变形与应力及变形均符合有限元计算的一般规律。坝体最大位移在允许的范围内。坝体上游面应力偏大,但是进行有限元等效应力核算后,计算结果基本在规范允许的范围之内。     

两种本构模型的土石坝应力变形分析比较

分别利用邓肯-张模型与椭圆—抛物双屈服面模型对深厚覆盖层上的狮子坪心墙堆石坝进行了应力变形三维有限元计算,分析了两种本构模型应力变形计算结果的差异。结果表明,两种模型计算的坝体变形和应力分布规律基本一致,但也存在一些差异。双屈服面模型计算的坝体最大沉降比邓肯-张模型结果小2.2%。双屈服面模型计算的最大顺河向水平位移与最大竖向沉降之比为0.22,与已有多个工程监测资料比较接近,而邓肯-张模型结果则偏大,为0.37。采用心墙拱效应系数R来对心墙拱效应进行评价,结果显示邓肯-张模型计算的心墙拱效应更强烈。邓肯-张模型计算的上游坝壳小主应力降低更显著,但均未出现拉应力。     

黄沙水电站拱坝设计与施工

对黄沙单曲拱坝的坝体结构应力应变作了拱梁分载法和ANSYS三维有限元分析计算，并且进行了等效应力核算。计算结果表明，坝体应力变形满足安全要求。同时对大坝的基础开挖和坝体施工作了详细的介绍。     

基于邓肯-张模型的堆石坝有限元分析

随着堆石坝坝高的增加,坝体应力变形分析已成为坝体设计中不可缺少的一部分,有限单元法是进行应力变形分析的一种有效方法。基于ANSYS研究平台,对ANSYS进行二次开发,利用参数化设计语言APDL编写程序,建立邓肯-张本构模型,模拟堆石坝施工程序,分层填筑坝体,逐步施加荷载。利用邓肯-张模型分析堆石坝坝体应力应变随时间的变化过程。计算过程中,为使大坝的填筑和蓄水过程更接近工程实际情况,程序把每一荷载步计算完成后的终了应力输出,作为下一荷载步的初始应力。由于初始应力的引入会造成附加位移,采用约束荷载平衡法消除这一位移对坝体变形的影响。利用二次开发程序对均质和非均质堆石坝分别进行研究,结果符合堆石坝坝体应力应变分布规律,程序具备相应的可靠性。该程序基于参数化设计,使用方便,可普遍应用于堆石坝工程的应力应变分析。     

梯形断面CSG坝初探

CSG坝是近几年在日本出现的一种新型坝.介绍了CSG坝的特征、CSG材料的力学性能及CSG坝的设计方法,并运用ANSYS有限元软件对某一中低坝模型进行了静力计算,分析了坝体典型剖面的应力变形规律.     

基于Kriging模型的重力坝结构优化

为解决优化算法与有限元分析直接结合对坝体结构进行优化带来的计算量大、效率低的问题,以某混凝土重力坝非溢流坝段为分析对象,分别构建坝体安全系数、横断面最大宽度及横断面面积Kriging模型;结合遗传算法,以坝体横断面面积最小为优化目标对坝体进行优化。在此基础上,应用功能梯度材料思想对最优断面材料分区,使坝体关键部位应力分布更加合理。研究结果表明:(1)Kriging模型的计算精度满足工程设计要求,基于Kriging模型的优化算法较原算法大幅度缩短优化时间;(2)优化后坝体断面面积减小14.02%;(3)坝踵处采用弹性模量为14 GPa混凝土,坝趾处采用弹性模量为25.5 GPa混凝土且弹性模量梯度不大于11.5 GPa,有利于坝体应力分布,具有一定的工程应用价值。     

双河口面板堆石坝三维有限元应力变形分析

采用三维有限元法对双河口面板堆石坝完建期(竣工期)和蓄水期的应力变形进行模拟计算,分析了不同时期坝体及面板的应力变形情况.计算结果表明,大坝应力变形满足安全要求.     

洞坪拱坝坝体结构应力三维有限元

采用三维弹塑性有限元方法对洞坪工程主体建筑物双曲拱坝在多种荷载组合作用下的坝体应力及变形进行了多种工况的计算,结果表明,坝体的应力及变形均符合用有限元计算的一般规律，并且进行了等效应力核算，结果在规范允许的范围之内。     

基于ANSYS的高拱坝三维有限元分

使用ANSYS有限元通用分析软件建立高拱坝的计算模型,采用线弹性三维有限元法对高拱坝运行期进行了多工况的热固耦合分析,计算考虑到现有规范的温度荷载对高坝大库有较大的差异性。计算结果表明坝体应力和变形符合有限元方法计算的一般规律,应力分布基本趋于合理。     

SG材料与土体材料联合筑坝仿真

近年来，CSG材料逐渐用于水利工程中，通过对CSG材料和土体材料组成复合坝的计算，给出了按荷载增量法计算复合坝体的有限元算法，根据多轴强度理论和可靠度理论定义了土体剪切破坏或拉伸破坏以及CSG材料强度破坏的安全系数，提出利用剪应变脊线判断土体材料的最大滑移面位置，进而求出抗滑稳定安全系数，利用CSG材料做成梯形断面，构成复合坝体的一部分，拉应力小，在施工和运行过程中应力分布变化不大，特别是在运行过程中坝体绝大部分处于三向受压状态，对于发挥脆性材料的抗压性能非常有利，同时也说明利用CSG材料和土体材料联合筑坝完全可行，复合坝型设计合理，材料运用科学，有广阔的发展前景。     

CSG材料与土体材料联合筑坝仿真研究

近年来，CSG材料逐渐用于水利工程中，通过对CSG材料和土体材料组成复合坝的计算，给出了按荷载增量法计算复合坝体的有限元算法，根据多轴强度理论和可靠度理论定义了土体剪切破坏或拉伸破坏以及CSG材料强度破坏的安全系数，提出利用剪应变脊线判断土体材料的最大滑移面位置，进而求出抗滑稳定安全系数。利用CSG材料做成梯形断面，构成复合坝体的一部分，拉应力小，在施工和运行过程中应力分布变化不大，特别是在运行过程中坝体绝大部分处于三向受压状态，对于发挥脆性材料的抗压性能非常有利，同时也说明利用CSG材料和土体材料联合筑坝完全可行，复合坝型设计合理，材料运用科学，有广阔的发展前景。     

不同本构模型下高心墙堆石坝应力变形对比分析

采用邓肯E-υ线性和非线性模型、邓肯E-B线性和非线性模型、成都科大K-G模型、Mohr-Coulomb模型,结合某高心墙堆石坝,进行二维静力有限元应力变形分析.通过模拟坝体的施工和蓄水过程,研究双江口高心墙堆石坝在不同本构模型下坝体和心墙应力变形特性与差异,探讨不同本构模型在高堆石坝数值模拟中的适用性.     

Hardfill坝坝基坚向应力大小及分布规律求解

Hardfill坝由于坝体剖面常采用等腰梯形,其坝基面上的应力分布与常规混凝土重力坝有很大差别.在自重荷载情况下,沿坝基面上的竖直向应力近似服从二次抛物线分布f(x)=ax2+b,对称轴为坝基中线,将其沿坝基面积分,所得结果理论上应与坝体自重相等.对不同坝高和坝体密度情况进行分析,并与有限元计算结果进行比较,对误差较大的区域进行修正,并得到一定的规律.使得对于Hardfill坝在自重荷载作用下,坝基面竖向应力的理论计算可以达到较高的精度.对理论和工程实践都具有一定的意义.     

扎毛水库混凝土面板坝结构非线性有限元分析

基于邓肯E-B模型对扎毛水库混凝土面板堆石坝进行了结构非线性有限元分析,给出了坝体和面板在竣工期、蓄水期的应力变形及分布规律。计算结果表明:坝体的总体变形较小,最大沉降量为44.67cm,约为坝高的0.6%;面板最大拉应力和压应力分别为1.53MPa和2.32MPa,均未超过混凝土的极限抗拉-抗压值;面板的最大挠度为12.4cm,周边缝的变形也不大,均在已建工程实测值范围内。