面板堆石坝非线性有限元应力变形分析

通过天生桥一级面板堆石坝有限元计算结果和实测结果的对比分析，主要阐述了邓肯Ｅ－Ｂ模型和弹塑性模型在面板坝有限元应力变形计算中的应用情况。计算分析表明，两个模型皆有不足之处。并展望了其发展趋势。     

九甸峡混凝土面板堆石坝应力和变形有限元分析

采用非线性有限元方法,对修建在深厚覆盖层上的九甸峡混凝土面板堆石坝进行了深入研究,得到了大坝坝体应力应变、混凝土面板的应力应变、河床防渗墙的应力应变状态,以及面板周边缝的变形分布情况,揭示了峡谷地区和深厚覆盖层条件下面板堆石坝在各种工况下的应力应变规律,为工程设计提供依据.     

本构模型对高心墙堆石坝变位和应力计算的影响

采用邓肯-张E-B模型、E-μ模型、成都科大K-G模型3种非线性弹性模型,对双江口心墙高堆石坝进行了三维有限元应力变形模拟计算,比较分析了不同模型参数对坝体变位和应力的影响。计算结果表明,3种模型参数下坝体变形规律相同,但量值有所差异;3种模型下心墙特征点主应力计算结果有一定差别,而上下游堆石的主应力差别微小;正常蓄水工况下,坝体上游堆石部分区域应力水平达到0.9,建议在蓄水和水位骤降工况下采取必要的工程措施予以加固。     

接触面模型在高面板堆石坝中的应用研究

讨论了接触面Ｇｏｏｄｍａｎ单元模型和Ｄｅｓａｉ薄层单元模型的特点，介绍和分析了笔者提出的接触面薄层单元耦合本构模型。应用无厚度Ｇｏｏｄｍａｎ单元模型和笔者提出的薄层单元耦合本构模型分别对某高面板堆石坝进行了三维非线性有限元计算。计算结果显示，二者是有差异的，面板应力变形的差异更为明显，接触面模型和参数更为直接影响面板应力变形的计算结果。     

特高混凝土面板堆石坝的应力变形比较研究

结合金沙江拉哇特高混凝土面板堆石坝,分别采用邓肯E-B模型和河海统一广义塑性模型,考虑堆石料流变的遗传特性,进行大坝三维有限元分析,并在坝料相同试验结果的条件下对比研究两种不同本构模型下堆石体和面板应力变形的差异。结果表明:两种模型计算的堆石体应力变形规律相似,沉降差异不大,但河海统一广义塑性模型计算的堆石体水平位移及面板挠度均小于邓肯E-B模型;混凝土面板的位移分布差别较大,由于邓肯E-B模型不能考虑堆石料的剪胀性,计算满蓄期面板的变形远大于统一广义塑性模型结果;两种模型在满蓄期计算得到的应力较为接近,与统一广义塑性模型相比,邓肯E-B模型计算得到的堆石体第三主应力较小,面板压应力数值偏大,拉应力区域较大。不同本构模型的计算结果均说明拉哇特高混凝土面板堆石坝的变形与应力在安全范围内,现行设计方案可行。     

面板堆石坝应力变形特性有限元分析

为研究面板堆石坝的应力变形特性,采用Mohr-Coulomb强度准则,利用ABAQUS建立有限元模型,分别从坝体位移、坝体应力、面板应力3方面进行分析研究,得出在运行期内相关荷载作用下坝体的应力变形特性,为大坝的实际运行提供理论依据。     

狭窄河谷中高面板堆石坝应力变形特性研究

本文结合179．5m高的洪家渡面板堆石坝，采用数值计算分析与大型离心模型试验的方法，深入研究了狭窄河谷中高面板堆石坝的应力变形特性。通过分析计算，给出了狭窄、不对称河谷地形条件下高混凝土面板堆石坝在施工期和蓄水运行期的应力、变形分布规律，以及面板周边缝的变形特点。同时，还对不同填筑干密度对坝体和面板应力变形特性的影响进行了对比分析。研究结果表明：河谷的地形条件对面板应力变形有着显著的影响，通过改进碾压施工技术，提高填筑密度，将对坝体和面板的应力变形性状的改善，提高坝体的整体安全性起到重要的作用。     

不同模型参数对面板堆石坝应力变形的影响研究

为探讨室内三轴压缩试验及大型现场压缩模量试验在研究面板堆石坝坝筑坝材料实际力学特性的科学合理性,结合某100 m级混凝土面板堆石坝工程,分别对各区筑坝材料进行上述两种试验研究,其中对现场压缩试验成果采用基于免疫遗传算法的反演方法计算得到材料的邓肯E-B模型参数,同时整理室内压缩试验成果得到另一组参数。基于以上两组参数,运用三维非线性有限元法进行数值计算。计算结果显示,室内三轴试验过程因为缩尺试验料与实际筑坝料之间较大的颗粒粒径差异,计算得到的坝体及面板变形协调性较差,试验成果难以客观反映材料实际的力学性质,建议加强对缩尺效应及颗粒破碎机理的进一步研究以及直接对原级配筑坝材料试验方法的探索。     

白眉水库面板堆石坝应力变形分析

运用大型有限元商业软件ABAQUS分析白眉水库面板堆石坝有限元应力变形特性。坝体、坝基岩体分别邓肯E-B本构模型和线弹性模型,分别针对考虑基础变形和不考虑基础变形两种情况进行分析。计算结果表明坝体自身变形较小,而由砂卵石覆盖层引起的沉降所占比重较大,坝体的应力大小与堆石体自重应力较接近,计算成果符合堆石坝的一般应力变形规律,并且和监测成果吻合。     

九甸峡混凝土面板堆石坝应力变形分析

九甸峡水利枢纽工程混凝土面板堆石坝是目前国内建在深厚覆盖层上的最高面板坝,最大坝高133 m。坝址区岸坡陡峭,地形、地质条件复杂,大坝的应力应变状态对工程的安全和运行至关重要。大坝三维有限元数值分析研究表明,采用在深厚覆盖层中防渗墙截渗、平趾板柔性连接、覆盖层加固处理、软基平趾板的设计方案,坝体沉降变形、面板应力及变形形态虽与趾板建于基岩上的混凝土面板坝有所差别,但其变形量及应力水平基本适中,通过采取适当的工程措施,可以保证大坝安全,达到节省工程投资、加快工程进度的目的。     

论筑坝材料性质对面板坝变形的影响

根据原型观测资料，较深入分析了堆石面板坝与砂砾石面板坝的变形特性，从而得出了砂砾石面板坝的变形仅为相应堆石板坝变形的１／５以下的结论。因此，用砂砾石填筑高２００￣２５０ｍ的面板坝，但其垫层下游的排水区应作为这种坝型稳定安全的一道关键性防线来设计。     

积石峡面板堆石坝应力变形分析

基于积石峡水电站面板堆石坝填筑的沉降观测资料,采用三维有限元计算方法,得到大坝各类材料的模型参数。分析结果表明,监测值和计算值变化过程符合较好,说明了计算模型及所得参数的有效性。在此基础上,对大坝的应力变形特性进行了计算分析,得到了积石峡水电站面板堆石坝蓄水后的应力变形特性。     

混凝土面板堆石坝变形非线性有限元分析

介绍堆石体的几种本构模型 ,用二维有限元方法分析了混凝土面板堆石坝的应力变形特性。用邓肯E—B模型和双屈服面模型计算了同一个 10 0m高的均质坝 ,其计算结果是堆石体的位移分布与应力分布都相同 ,但邓肯模型的位移值、应力值都比双屈服面模型的大。     

水布垭面板堆石坝坝体沉降变形规律分析

为研究水布垭面板堆石坝坝体沉降变形规律,在坝体内按监测断面分层布置水管式沉降仪和引张线式水平位移计,监测坝体内部垂直、水平位移。以坝左0＋22监测断面实测资料为例,对坝体沉降变化过程、沉降分布进行了分析,监测成果为大坝安全运行提供了依据。     

基于多场耦合模型的堆石坝面板温度应力分析

针对传统绝热温升模型无法考虑温度对水化速率以及混凝土物理性能的影响,在对河南天池上水库混凝土面板堆石坝的研究中,分别利用传统绝热温升模型和考虑水化度的化学-热-力多场耦合模型,采用子模型法对堆石坝面板进行了三维有限元分析。结果与常规模型相比表明,耦合模型考虑了混凝土实时温度水平对水化进程的影响,能更好地反映混凝土温度应力与力学特性的发展情况,为面板堆石坝温控防裂分析提供了依据。     

察汗乌苏水电站面板堆石坝坝体沉降变形规律分析

介绍了察汗乌苏面板堆石坝内部水管式沉降仪与电磁式沉降仪监测资料的对比分析方法,根据一般大坝沉降变形规律,排除不合理沉降监测结果,准确评价监测仪器工作状态,掌握坝体内部沉降变形规律,对相同坝型、相同沉降监测方式的工程有参考意义。     

水布垭水电站面板堆石坝应力变形分析

水布垭水电站面板堆石坝是当前世界上最高的混凝土面板坝,在设计和施工等方面尚缺乏经验,为此在“九五”攻关中,对其中的关键技术问题进行了科学研究。在计算分析方面,采用不同的计算模型对200m级面板坝施工,蓄水全过程进行了仿真计算,研究其应力变形规律;研究探索了特殊边界,堆石体流变特性等问题,并提出了改善面板坝应力,变形的工程措施。在高面板坝三维有限元计算中引入了堆石体流变特性,初步探讨了堆石体流变对高混凝土面板坝应力变形的影响;提出了耦合薄层单元和三维非线性摩擦接触单元,对非线性K－G模型进行了改进,采用多种模型对水布垭工程面板坝进行了二维,三维仿真计算,从技术上论证了该方案的可行性。     

深覆盖层上的面板坝

该文主要介绍铜街子水电站左岸深覆盖层上的面板堆石坝基础处理，坝体堆筑，面板防渗体施工及堆石坝监测等成果。