混凝土面板堆石坝面板应力变形仿真计算

【目的】基于混凝土面板与垫层之间接触面的数值计算模型,考虑温度荷载作用,研究面板堆石坝面板的应力变形特性。【方法】以接触摩擦单元理论为基础,采用接触单元模拟混凝土面板与垫层之间的接触面,进行了公伯峡混凝土面板堆石坝面板应力变形仿真计算,并将计算结果与观测数据进行对比分析。【结果】面板挠度呈现出中部大、两端小的分布规律,最大值为0.24 m,位于面板的中心位置,与观测结果基本一致;面板的顺坡向应力分布呈现出中部受压、两端受拉的变化趋势,顺坡向压应力最大值为7.9 MPa,出现在约1/2坝高处,拉应力最大值为1.3 MPa,出现在面板的底部与顶部;面板底面点与表面点的应力分布是一致的,在同一高程处,面板底面点的应力较表面点大;考虑温度荷载作用时,混凝土面板的顺坡向应力分布规律与不考虑温度荷载时基本一致,但拉应力值明显增大,并且与实际观测结果更为接近。【结论】基于接触摩擦计算模型,考虑温度荷载作用,可以获得更为准确的混凝土面板应力变形数值计算结果。     

气温骤降条件下混凝土面板温度应力及其保护措施研究

结合某在建的混凝土面板堆石坝,针对施工期日温差及发生寒潮等气温骤降情况,进行了气温骤降条件下面板温度场及温度应力的全过程仿真分析。结果表明,在气温骤降条件下,面板表面及中心的温度将随气温骤降的发生而持续降低,其中面板表面温度降幅最大;此时面板表面和中心均出现拉应力,面板表面的最大主应力大于面板中心的最大主应力;面板表面和中心的最大主应力均发生在高程约为坝高一半的位置。采取保护措施,可以明显削减气温骤降所产生的面板降温幅度及最大主应力增幅,保护措施越强其削减效果越明显。     

小湾河水库混凝土面板堆石坝应力应变计算分析

采用有限元分析法,选取秦安小湾河混凝土面板堆石坝坝体典型剖面,利用ANSYS软件建立模型和划分网格,模拟工程实际分期、分级施加荷载,在竣工期和蓄水期2种工况下进行二维有限元应力应变计算,分析了不同工况下坝体最大垂直位移和上下游最大水平位移,坝体最大大、小主应力,面板顺坡向应力及周边缝剪切、拉伸位移的情况.结果表明:垂直位移的变化不如水平位移的变化明显,坝体的应力水平均不高,周边缝的拉伸位移和剪切位移都较小,面板变形协调,坝体位移及应力应变满足安全要求.依据工程实例,此方法计算精度满足要求,方法简便、成果直观.     

大型泄洪洞衬砌混凝土施工期温度场和温度应力的仿真计算

【目的】探明地下衬砌混凝土出现裂缝的原因,研究进一步采取综合温控措施防裂的有效性和合理性。【方法】结合工程实际情况,在考虑混凝土热力学参数随混凝土龄期的变化,以及坝体分层浇筑过程对温度应力影响的基础上,利用大型有限元软件对泄洪洞衬砌施工过程中的温度场和温度应力进行了三维仿真计算。【结果】仿真结果给出了衬砌混凝土温度场、温度应力分布及其随时间变化的规律,即于开浇后的第2天达到最大温度值,第3天即开始出现较大拉应力值,而极值出现在中后期。【结论】在混凝土浇筑过程中,应采取降低浇筑温度等措施;在浇筑后的10~28 d温降期间,要对混凝土表面施行流水养护等温控措施,严格各项施工规范。     

堆石坝混凝土面板裂缝处理

裂缝危害是堆石坝混凝土面板工程中最常见的危害表现类型,裂缝危害的出现对整个混凝土工程的质量能够产生非常致命的影响。因此,做好对堆石坝混凝土面板裂缝的处理工作至关重要。基于此,本研究对堆石坝混凝土面板裂缝处理措施进行探讨,以期为提高堆石坝的质量提供参考。     

混凝土面板堆石坝面板接缝的渗流计算模型研究

基于等宽缝隙稳定流的运动规律,建立了面板接缝的渗流计算模型,并以公伯峡水电站大坝为例,对模型进行了验证。结果表明,该计算模型考虑了接缝充填情况,可计算确定各种接缝渗流要素,揭示了在面板接缝止水失效情况下面板堆石坝的渗流变化规律。     

论述堆石坝面板混凝土浇筑施工技术

混凝土面板堆石坝是由土质心墙堆石坝逐渐转化发展诞生的一种新型施工技术。科学领域快速发展,现代工程技术和机械设备也取得了非常可观发展成就,推动了堆石坝面板混凝土浇筑施工技术的完善。本文就是对该施工技术进行深入分析,希望对相关人员有所启示。     

混凝土面板堆石坝的面板裂缝防治技术要点

混凝土面板堆石坝中的面板裂缝一直是行业面临的难题,如何全面提高面板混凝土施工质量、降低裂缝产生率、科学处理现有裂缝成为行业关注焦点。本文分析了混凝土面板堆石坝的面板裂缝种类与产生原因,并提出了面板裂缝防治技术要点。     

河谷宽高比对面板堆石坝应力变形的影响

【目的】研究河谷宽高比对高面板堆石坝应力变形的影响规律,为实际工程中坝址选择、河谷地形对坝体应力变形的影响分析等提供理论依据。【方法】运用三维有限元法,分别进行了河谷宽高比为3.0,2.0,1.0等3种方案下的大坝应力变形计算,并在此基础上进行了各方案大坝应力变形的对比研究。【结果】随着河谷宽高比的减小,坝体的各项位移和应力以及面板的位移均呈逐渐减小趋势,而面板应力却逐渐增大;当河谷宽高比由3.0减小为2.0时,坝体应力变形最大变化率为-8.89%(坝体大主应力),面板应力变形最大变化率为22.31%(面板顺坡向压应力);当河谷宽高比由2.0减小为1.0时,坝体应力变形最大变化率为-42.75%(左右岸坝体向河谷中心位移),面板应力变形最大变化率为54.73%(面板顺坡向压应力),可见当河谷宽高比小于2.0时,坝体及面板的上述主要应力变形项的变化率将成倍增大。【结论】在实际工程中进行坝址选择时,宜优先考虑河谷宽高比不小于2.0的坝址方案。     

宝瓶河水电站混凝土面板堆石坝施工技术

混凝土面板堆石坝具有较好的抗滑稳定性以及排水等特点,是较为通用的大坝建筑结构类型。针对宝瓶河水电站的地形、地质等条件的特殊性,阐述了宝瓶河电站面板堆石坝填筑施工和混凝土施工的主要技术方法和技术特点,以供同行参考。     

大体积混凝土温度应力计算中的应力修匀

利用精度较高的高斯积分点的应力值来改进等参元结点应力的性质,采用数学方法计算出了相应的高斯点坐标和形函数值,推导了三维8节点等参元和20节点等参元的应力修匀平滑矩阵,并求出了数值解。     

砼面板堆石坝趾板CAD软件的研制与应用

混凝土面板堆石坝趾板的设计过程是一个迭代与优化的过程，趾板设计参数的最终确定是在施工过程中完成的，根据趾板的设计特点和内容，采用VB6.0作为开发平台，结合Fox-Pro6.0，并以嵌入AutoCAD的方法，编制了趾板CAD软件。该软件可快速方便地进行趾板设计参数的确定和图形绘制。     

混凝土面板开裂情况下堆石坝应力场与渗流场的耦合分析

【目的】研究混凝土面板开裂情况下堆石坝在应力场与渗流场耦合作用下的工作性态,为混凝土面板堆石坝的设计与施工提供参考。【方法】以多孔岩土介质渗透系数与体积应变之间的数学表达式为基础,研究建立了混凝土面板堆石坝应力场与渗流场耦合分析的数学模型,并基于等宽缝隙稳定流的运动规律,推导建立了混凝土面板裂缝的等效渗透系数计算模型。【结果】当混凝土面板发生开裂时,对于堆石体而言,应力场与渗流场的耦合效应是客观存在的。与不考虑耦合效应相比,考虑耦合效应时坝体的垂直位移最大值出现的位置相对偏向坝体下部,且数值增大了5.5%;坝体的水平位移最大值增大了8.9%,其分布规律也发生了较明显的变化;坝体内渗流自由面明显上升,渗流水头有所增大,同时坝体的单宽渗透流量增加了15.1%。【结论】在混凝土面板开裂情况下,堆石体内应力场与渗流场的耦合效应是客观存在的,因此,考虑耦合效应的计算结果更为合理、可靠。     

氧化镁微膨胀混凝土对温度应力的补偿效应

【目的】研究氧化镁微膨胀混凝土对温度应力的补偿特性,为简化大体积混凝土温控防裂措施提供理论依据。【方法】在充分分析和研究温度应力补偿计算方法和氧化镁微膨胀混凝土自生体积变形特性的基础上,针对某碾压混凝土重力坝,考虑混凝土热、力学参数随龄期变化及混凝土实际浇筑过程对温度应力的影响,利用大型商业有限元计算软件ANSYS平台开发出的温度场与温度应力场仿真计算程序,对掺与不掺氧化镁2个对比方案的大坝碾压混凝土温度应力进行计算分析。【结果】掺氧化镁方案中施工期末整个坝体碾压混凝土出现体积膨胀,最大膨胀变形量超过70.0×10-6;氧化镁微膨胀混凝土对坝体基础约束区中心部位应力状态有明显的改善效果,最大拉应力减小约1.0MPa;但对脱离约束区的坝体混凝土应力的改善效果非常有限。【结论】在坝体约束区采用氧化镁微膨胀混凝土,可以达到简化温控防裂措施、降低建设成本、加快施工速度的目的。     

越冬期番石榴叶片脂质的过氧化状况

以本地种番石榴和台湾珍珠番石榴为材料 ,测定其叶片在越冬期间活性氧代谢的变化 .结果表明 :在越冬期 ,随着温度的降低超氧物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT)活性增强 ,在 1月 2 0日达最大值后下降 ;还原型谷胱甘肽 (GSH)含量呈类似趋势 ;台湾珍珠番石榴的抗坏血酸 (ASA)含量呈下降趋势 ,而本地种番石榴的 ASA含量先升后降 ;膜脂过氧化产物 (MDA)含量在整个越冬期呈上升趋势 ;在越冬期 ,本地种番石榴叶片 SOD、POD、CAT活性 ,以及 GSH、ASA含量均高于台湾珍珠番石榴     

考虑接触摩擦的混凝土面板干缩应力研究

【目的】研究垫层与面板之间的接触约束对面板干缩应力的影响。【方法】根据一般外荷载作用下的接触摩擦单元理论,建立了面板堆石坝混凝土面板与垫层之间接触面干缩应力的有限元计算模型。基于该计算模型,结合工程实例,分析计算了施工期混凝土面板的干缩应力。【结果】面板混凝土浇筑结束时及蓄水前,其表面和中心的干缩应力均为拉应力,且表面各节点的干缩应力大于中心各节点的干缩应力;蓄水前面板干缩应力的峰值较浇筑结束时明显增大。【结论】算例计算分析表明,应用所建立的模型可以获得较为准确合理的接触面干缩应力计算结果。     

流变效应对面板堆石坝应力变形的影响规律分析

【目的】研究堆石流变效应对面板堆石坝应力变形的影响规律,为预测坝体长期变形规律及应力应变分析提供参考。【方法】结合面板堆石坝工程实际,对堆石料的流变特性、流变计算模型及其有限元计算方法进行了分析与选择,在此基础上,结合国内某高面板堆石坝工程实例,运用三维有限元法,按考虑堆石流变效应和不考虑堆石流变效应2种计算方案,分析了流变效应对大坝应力变形的影响。【结果】流变使坝体及面板的应力变形均呈现增大的趋势,相比较而言,流变对于坝体向上游水平位移的影响最大,对坝体向下游水平位移和坝体竖向位移的影响次之,对面板挠度和面板顺坡向应力的影响则较小;流变对于坝体沉降变形的影响主要发生在堆石填筑后约10个月内;流变引起的附加节点荷载随时间的延长而呈先增大后减小的变化过程,大致在堆石填筑2年以后,流变影响基本消失。【结论】在工程实际中,考虑堆石料的流变效应及其影响是必要的。