基于有限元面板堆石坝降低面板拉应力工程措施

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。

采用三维有限元法对观音岩面板堆石坝完建期(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

用沈珠江建议的双屈服面模型对洪家渡面板堆石坝进行了三维有限元分析.计算中考虑到堆石材料的非线性和模拟运行过程,采用了逐级增量与不平衡力修正迭代相结合的算法,经与中点增量法的结果对比,表明该算法是有效的.通过对堆石坝体在施工和逐级蓄水加载过程中的应力和变形分析,探讨了坝体中某些特定单元在运行过程中的主应力轴旋转状态.对于坝体中部单元,在填筑过程中,主应力轴的偏转程度多在10°以内;蓄水加载时偏转程度增加约20%.而对于坝体上下游单元,主应力轴偏转则更加明显.对τσ3平面、qp平面内的一些坝体单元的应力路径比较表明,不论是施工还是蓄水加载,qp平面内的加载路径均较为明确

以某已建工程为例,基于非线性邓肯e-b本构模型,建立了施工期坝面过水面板堆石坝的有限元模型,探讨了施工期坝面过水面板堆石坝的应力变形的分布与变化规律。计算结果表明:坝体应力变形主要是由自重引起的,汛期坝面过水引起的坝体附加应力变形较小,其结果都在合理的范围之内,面板堆石坝汛期采用坝面过水度汛是安全可靠的。

旨在给面板堆石坝的设计提供有效的技术参数,提出了科学合理的坝体分区以及面板与分缝的结构形式,数值模拟了面板堆石坝三维渗流问题,利用邓肯-张e-b模型,基于有限元分析软件ansys提供的二次开发程序,分析了混凝土面板堆石坝竣工期和蓄水期的应力变形.计算结果表明:蓄水期坝体最大横断面最大计算沉降约为147.5cm,约为坝高的1.2%,坝体最大主应力约为2.33mpa,面板的挠曲变形最大值约为14.88cm,坝体的应力和变形以及面板的变形均较小;岸坡地形对坝体和面板的应力变形有着明显的影响,右岸陡边坡及凸山梁,引起坝体和面板的变形梯度均较其他部位大.运用ansys模拟面板堆石坝三维渗流的应力应变合理可行.

在芹山水电站面板堆石坝一期面板浇筑完成后,二期面板尚未施工时遭遇洪水情况下,为了校核下游坝坡的稳定,对面板堆石坝施工期的平面渗流进行了有限元分析,说明了计算方案的确定、模型的建立、参数的选取以及对结果的分析,提供了在施工期间复核大坝渗流安全的计算方法。

本文用邓肯-张(duncan-chang)模型和双屈服面弹塑性模型对国内一座180m高的面板坝进行了三维空间有限元非线性分析和弹塑性分析。结果表明,邓肯模型不能反应堆石体的剪缩特性,计算的面板应力较大,下游坡变形方向与实测不符,而弹塑性模型的结果比较符合已有的经验。

某混凝土面板堆石坝施工期渗流有限元分析——在芹山水电站面板堆石坝一期面板浇筑完成后，二期面板尚未施工时遭遇洪水情况下，为了校核下游坝坡的稳定，对面板堆石坝施工期的平面渗流进行了有限元分析，说明了计算方案的确定、模型的建立、参数的选取以及对结果...

复合防渗面板堆石坝三维有限元分析——提出了一种新的堆石坝防渗结构，即复合防渗面板，并采用三维有限元方法对复合防渗面板堆石坝的应力、变形进行模拟计算分析，通过对坝体位移、坝体应力、钢筋混凝土面板挠度及应力、复合土工膜的变形的计算，得出了有价值的...

dhps1094年9月 7j站．榆甄湃 铜街子水电站面板堆石坝有限元计算 ⋯设黧毒⋯ ■要锕街予水电站左岸堆石坝原设计为沥青混凝土斜墙堆石坝，靠i详圉设计阶爱改为面板堆石甥，文中 卜(f}3 1工程特点 铜街子工程左岸面板堆石坝，垒长434．593m， 最大坝高48m，分为探槽段、过渡段和牛石溪沟段三 段。探槽段桩号为堆0—0∞至堆o一144m，左侧与 过菠段相连，右侧与左岸挡水坝段相接。坝基大部分 为基岩，但左岸有一条南北向基岩探埋谷(简称左耀 槽)与坝轴线呈约40。的交角，槽宽约30~40m，槽耀 70余米，部分槽壁呈倒悬状，槽内自上而下由漂卵 石层、粉细砂层、古卵块碎石层及卵石夹砂层充填。 耀槽段基础采用两道承重式防渗墙及五道横隔 墙组成的空间框格结构跨越左深槽，墙顶接导流明

在静力计算的基础上,取正常蓄水位静力e-b模型计算应力状态作为动力计算的初始应力状态,对天池抽水蓄能水电站混凝土面板堆石坝进行了三维动力反应与永久变形分析。

发展能够合理评价面板堆石坝在施工期、蓄水期与地震期应力与变形的数值分析方法对于面板堆石坝的设计和安全运行具有重要的意义。本文开发了三维弹塑性有限元分析程序,根据紫坪铺筑坝堆石料单调和循环荷载大型三轴试验确定堆石料的广义塑性模型参数,对紫坪铺面板堆石坝的施工、蓄水过程及汶川地震震害进行了数值模拟,并与实际施工监测和震害调查结果进行了对比。结果表明:数值计算得到的大坝在施工期、地震期的变形,地震后面板应力分布及施工缝错台均与实测结果规律一致。表明采用考虑压力相关性的堆石料广义塑性模型进行面板堆石坝的施工期、蓄水期与地震期的全过程模拟是可行的。

在总结国内外模型模拟经验的同时,针对天池抽水蓄能电站坝址特点,构建不同静动力三维有限元分析方法,并给出计算流程,以期为工程的顺利实施提供理论基础和科学依据。

　提出了一种新的堆石坝防渗结构,即复合防渗面板,并采用三维有限元方法对复合防渗面板堆石坝的应力、变形进行模拟计算分析,通过对坝体位移、坝体应力、钢筋混凝土面板挠度及应力、复合土工膜的变形的计算,得出了有价值的结论,为复合土工膜及复合防渗面板的推广应用提供了理论参考依据。

结合四川省凉山州大桥水库面板堆石坝实际观测资料,利用ansys软件对该坝进行数值模拟,分析坝体位移及沉降量,并将数值仿真计算成果与实测数据进行比拟。研究结果表明,纵向分布坝体中部位移最大,向两岸逐渐降低;横向分布坝体轴线处沉降量最大,向上、下游逐渐降低,并基本稳定。

中、小型面板堆石坝面板施工措施——滑模施工应用于小型面板堆石坝中，具有造价低、工期短、效率高等优点，并针该工程坝项较窄，坝顶布置情况，面板面积大，厚度较薄的特点，对面板砼施工工艺进行介绍，介绍了面板堆石坝面板施工的方法及防裂措施。　　

　面板堆石坝施工期的面板温度应力是可能导致面板产生表面及贯穿性裂缝的主要应力.结合在建的公伯峡面板堆石坝,考虑影响面板温度应力的各种因素,采用非线性有限元法对施工期的面板温度场和温度应力进行了全过程仿真分析,获得了对面板混凝土施工具有重要意义的研究成果.

该文在综合考虑挤压式边墙、面板、坝体相互作用的基础上开发了面板堆石坝面板温度应力的数值模拟方法并验证了其合理有效性,然后重点分析了挤压式边墙这种结构对于面板堆石坝面板温度应力的影响规律。分别采用沈珠江双屈服面弹塑性模型和清华弹塑性损伤模型描述堆石料和土与结构接触面,结合三维有限元分析方法计算了设置挤压式边墙以及面板与挤压墙之间采用不同填料时面板的温度应力。在此基础之上,从挤压墙与面板接触面的角度,提出了减小面板温度应力的措施,并进行了计算论证。结果表明:挤压式边墙对于面板温度应力会产生不利的影响;面板与挤压墙之间的不同填料对面板温度应力有一定的影响;面板与挤压墙之间设置沥青油毡等填料有利于减小面板的温度应力。

达拉河口面板堆石坝趾板体型的设计——趾板是混凝土面板坝的重要组成部分，同时趾板作为灌浆平台，也是周边缝的依托，其作用特殊。达拉河口混凝土面板堆石坝地处狭窄河谷，两岸地形陡蛸，根据地形、地质条件对趾板布置与结构进行设计优化，形成了适宜狭窄河谷、...

介绍了佃石水库混凝土面板堆石坝防渗面板型式设计调整情况。针对挤压边墙表面出现的较大范围的凹面,经方案分析比较,提出将防渗面板由平面型等厚面板调整为大致适应凹面趋势的折面型面板,加快了施工进度,节约了施工成本,在技术上取得了成功。

面板作为大坝的防渗体,它的整体性和耐久性关系到大坝的稳定安全。因此,面板混凝土的防裂、限裂就成为大坝设计的关键。防止裂缝的发生,应从提高混凝土自身抗裂能力及减小导致裂缝的破坏力入手。将缓黏结预应力筋铺设在混凝土面板堆石坝中可以提高结构的刚度,有效的抑制裂缝的开展。通过对某地区一水电站大坝的受力性能进行ansys有限元分析,对比施加预应力前后的大坝应力及变形特点,探究预应力技术在混凝土面板坝中运用的合理性。分析结果表明:缓黏结预应力筋能够减缓面板的开裂破坏程度,显著地改善混凝土面板堆石坝的工作性能,值得在今后的工程中推广。

针对重庆市金佛山混凝土面板堆石坝初步设计方案,通过静力平面应力变形分析计算,分析了坝体在竣工期、蓄水期的应力变形分布规律,重点研究了主堆石孔隙率、次堆石材料对面板和趾板的应力变形、周边缝变位等的影响,为选取主堆石孔隙率、次堆石区筑坝材料提供依据。计算结果表明,主堆石孔隙率采用20.1%和19.1%均可行,次堆石筑坝材料采用弱风化带粉砂岩∶页岩=7∶3和弱风化带粉砂岩∶页岩=5∶5均是可行的。但是相对于其他方案,采用主堆石孔隙率为20.1%,次堆石筑坝材料为弱风化带粉砂岩∶页岩=7∶3的方案,坝体、面板、趾板的应力变形较小。