CSG坝渐进破坏过程分析

CSG材料是一种新型筑坝材料,目前在国内外中、小型坝和围堰中开始采用.时CSG坝常用的等腰梯形断面按平面应变问题进行了有限元计算和破坏过程分析,把CSG材料看作连续材料,采用俞茂宏双剪准则作为CSG材料的强度准则函数,计算结果表明,等腰梯形断面受力合理,坝体和地基都不会出现拉应力,同时采用破坏追踪的方法对破坏过程进行了分析,结果表明坝体的破坏过程是沿下游坝坡出现类似于散粒体边坡的滑弧.     

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。     

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。     

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.     

梯形断面SG坝初探h

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。     

胶凝砂砾石坝极限承载力及超载破坏分析

为了得到胶凝砂砾石坝结构破坏的一般规律,参考重力坝分析思路,基于非线性有限元方法,对胶凝砂砾石坝进行数值模拟;参考地质力学模型破坏试验研究方法,研究其坝体应力、变形、坝体结构破坏过程以及极限承载力,比选出适合模拟胶凝砂砾石坝结构破坏的超载方法,并以那恒水库CSG坝为模型进行超载分析。结果表明,胶凝砂砾石坝在超载后坝踵、坝趾率先出现屈服区,坝踵在拉、压应力相互作用下,较坝趾更容易屈服破坏;相比目前破坏试验主要使用的研究方法,以水荷载超载为主的综合法更适合胶凝砂砾石坝超载破坏研究。     

宁夏支渠结构现状及衬砌破坏成因

针对宁夏支渠衬砌运行中出现冻胀破坏严重现象，通过对灌区现有支渠的梯形断面、U形断面、弧底梯形断面、弧形坡角梯形断面和梯形混合断面（衬砌板＋砌石护脚）5种衬砌结构型式进行调查，阐述了各种衬砌结构的破坏状况、破坏原因和影响因素，着重从渠道结构、断面型式、流量、走向、挖填方、地下水位、施工工艺等方面进行分析，通过引用大量的调查资料分析说明各种衬砌结构的优缺点，提出结构优化的建议，这将对宁夏支渠的节水改造，防治渠道冻胀破坏，延长渠道使用寿命等方面起到积极的作用。     

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.     

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。     

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。     

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.     

云龙河拱坝施工过程的三维有限元

采用三维弹塑性非线性有限元法，对云龙河拱坝施工过程的实际浇筑、封拱和水库蓄水过程的坝体应力及变形进行了仿真分析，同时分析了施工过程的坝肩层间错层带的变形。计算结果表明施工过程的坝体变形较小，坝体有限元等效应力满足规范要求，坝肩层间错层带错动变形很小，说明大坝结构设计合理，坝肩无错动危险。计算成果为工程项目的实施提供了技术依据，同时对类似工程分析具有借鉴作用。     

梯形与准梯形渠道冻胀有限元分析

根据混凝土衬砌梯形渠道冻胀变形及破坏特征,通过恰当的假设及简化,利用有限元分析软件ANSYS对其冻胀过程进行数值模拟,对温度场和应力场及变形场进行分析研究,模拟结果与野外观测资料基本吻合,表明渠道冻胀的二维有限元数值模拟能够为季节冻土区渠道工程设计及力学计算提供参考和科学依据,同时模拟了准梯形渠道冻胀,指出准梯形断面抗冻胀能力高于梯形断面.     

于桥水库大坝地震液化判别和动力分析

地震作用下水库大坝坝体填土和坝基砂液化、坝坡失稳是大坝安全运行重点.针对天津于桥水库主坝最大断面1+150进行了大坝地震危险性分析,采用现场标贯试验和室内动三轴试验对大坝水中倒土、坝基中粉质黏土、粉砂层和沙砾石层进行了地震液化判别;进行了有效应力动力法数值计算,结果表明:地震作用下,上游坝体填土在库水位以下部分的坝坡浅层在一定范围内可能液化,坝基砂层局部液化,沙砾石层也可能液化;大坝可能存在裂缝和局部隆起,但大坝整体是稳定的,可适当培厚.     

土坝扩建加高新老坝体结合面应力应变分析

采用二维非线性有限元分析方法,筑坝材料本构模型选用邓肯E-ν模型,对清林径水库扩建工程加高后主坝进行了应力应变分析,比较全面的了解了土石坝坝体变形和应力分布规律.计算结果表明,新老坝体结合面剪切作用较强,计算应力水平较高,可能发生剪切破坏,产生剪切裂缝.     

胶结砂砾石坝应力与稳定有限元分

针对CSG坝成层的结构特点，对CSG坝有限元分析的力学模型及本构关系进行了分析探讨，提出了连续等效模型模拟层状CSG结构；应用强度储备系数法和APDL技术，对静力状态下的CSG坝的应力稳定进行分析。分析结果认为，大坝满足一定的应力稳定要求。     

旬阳董儿沟尾矿坝动静力稳定性对比分析研究

以旬阳董儿沟尾矿坝为研究对象,根据经验确定了初坝参数,试验测定了需对材料的动力静力参数,静力计算采用E-B模型,动力计算采用等效粘弹性本构,稳定性计算采用瑞典条分法。静力计算分析表明,尾矿坝在静力状态下是稳定的,且干滩长度越长,坝体越稳定。坝体在给定的地震力作用下,坝体的反应加速度的最大值都发生在坝体顶部,坝顶的水平向反应加速度无放大作用,竖向加速度反应均明显小于水平向加速度反应。结合实际条件尾矿坝坝坡液化的可能性很小,坝体不会发生液化。动力边坡稳定安全系数为1.26,表明动力作用下尾矿坝的边坡仍然是稳定的。     

非稳定渗流下非饱和土体水力梯度的时变分析

为了研究非稳定渗流对坝体非饱和土体水力梯度的动态变化影响,考虑土体基质吸力与体积含水量的变化关系,建立了非饱和土体的渗流运动微分方程.采用SEEP/W软件对均质土坝在水位降落和上升等工况下的瞬时渗流场进行数值模拟,分析坝体上游侧、下游侧等不同深度的水力梯度变化值,以探寻坝体不同部位水力梯度在整个渗流历时内的动态变化规律及其可能发生渗透破坏的主要时间段.数值模拟结果表明:上游侧坝体底部水力梯度会在骤降历时的60%~70%时间段内出现高出稳定渗流期36.4倍的峰值,是最易引发渗流破坏的时间段;坝体上游侧水位变动区土体的水力梯度在上升历时的25%~50%时间段内增加较慢,在50%时间段后迅速增加,增加幅度达30~50倍,水位上升历时的50%时间段之后是其发生水力渗透破坏的主要时间段;水位升降对坝体下游侧土体水力梯度的影响甚微.计算结果可为大坝的调洪运行管理提供可参考的决策依据.     

堰塞坝漫顶破坏溃口深度变化数值模拟

漫顶破坏是堰塞坝的一种主要破坏形式,其本质是漫过坝顶的水流冲刷坝体,在坝体和坝顶形成溃口,随着坝体的冲蚀加剧溃口逐渐扩大,同时两侧土体发生间歇性失稳坍塌。建立在漫顶溃决的基础上,以土力学边坡稳定的理论为基本理论,模拟计算堰塞体溃口深度的数学模型。该模型应用于唐家山堰塞湖的实例分析,模拟结果与实测资料基本一致,进而验证了上述模型的可靠性。     

喷杆喷雾机等腰梯形悬架改进与验证

对喷杆喷雾机等腰梯形悬架进行了改进,通过对等腰梯形悬架平衡条件进行理论分析,得到了等腰梯形悬架的平衡方程,提出了基于变单拉杆长度悬架的控制方法,并得出了控制方程。将该变单拉杆长度悬架机构应用于3WZC-2000型超高地隙自走式喷杆喷雾机上,进行了实验室与田间实验。结果表明:当喷雾机在倾斜角度为±10°的路面行走时,该悬架系统能够满足调节平衡的要求。