两种土石坝型应力和变形特性的比较分析

结合某在建水库大坝的粘土直心墙和斜心墙两种坝型方案,分别在静力和地震力作用下对坝体在竣工期和运行期的变形、应力及坝体的稳定性进行了计算,从应力、变形和安全的角度对两种坝型的优劣进行了比较分析,得出了一些有益的结论,可以为类似工程及设计提供参考。     

无砂混凝土沉井在尾矿坝降水工程中的应用

通过岩土工程勘察,查明了尾矿库坝体的物理力学性能、渗透系数等,进行坝体稳定性分析计算。尾矿库浸润线过高会造成坝体不稳定,导致坝体破坏。无砂混凝土作为沉井井壁,采用有效的沉井施工方法达到设计深度。通过抽水试验和多年降水排渗运行情况,无砂混凝土作为沉井井壁,有良好透水性和反滤层的作用,有效地降低坝体浸润线,增强坝体的稳定性。     

深覆盖层上面板堆石坝应力变形特性研究

结合实测资料和有限元方法分析建于深覆盖层地基上面板堆石坝的应力、变形特性。数值计算中采用邓肯-张E-B模型模拟覆盖层地基和坝体的应力、变形行为,同时采用无厚度接触面模拟面板和坝体以及防渗墙和地基之间的相互作用。整理和分析工程实测资料并与数值计算结果进行对比分析,重点分析坝体和防渗结构的力学行为以及面板堆石坝和地基之间的相互作用。比较分析表明,大坝最大沉降和压应力分别发生在坝体底部和覆盖层中,覆盖层对坝体及防渗结构的应力、变形特性具有显著影响,应力、变形实测值与数值计算结果吻合较好,说明数值计算结果的有效性。在此基础上,分析了覆盖层上面板堆石坝分期填筑和筑坝速度对坝体和防渗结构应力变形的影响。结果表明,分期填筑引起坝体较大不均匀沉降和复杂的应力状态,但一定程度上可以改善防渗墙的应力变形特性;较快的坝体填筑速度容易引起坝体较大的前期应力和后期沉降,不利坝体的施工和运行。     

某尾矿坝扩容抗滑稳定性分析

用瑞典圆弧法对某尾矿坝的抗滑稳定性进行了计算分析,得到了不同坝体高程和不同运行情况下尾矿坝的抗滑稳定性安全系数。结果表明浸润线对坝体稳定性的影响很大,当浸润线位置较高,坝体趋于饱和状态时,坝体稳定性降低很多。同时根据抗滑稳定性的计算分析结果,对尾矿坝的治理提出了一些建议。     

高陡边坡变形及其对坝体安全稳定影响研究进展

高陡边坡变形及其对坝体安全稳定的影响,是高山峡谷型流域水利工程施工建设与安全运行所普遍面临的重要科学问题。一是高陡边坡稳定性研究,通过坝体两岸高陡边坡变形监测理论和方法研究,为实现动态反馈提供可靠的分析数据,再评价高陡边坡安全稳定性。二是高陡边坡变形对坝体安全稳定影响研究,通过分析岸坡与坝体间的相互作用,明确高陡边坡变形对坝体安全稳定的影响机制、作用范围和作用程度。在总结上述研究内容进展的基础上,归纳了本研究方向亟需解决的4个关键科学问题：时变监控方法、高精度数值仿真、智能优化反分析、边坡对坝体影响的理论计算方法,认为应进一步开展高陡边坡与坝体间相互影响机制及加固措施研究,为高陡边坡变形及其对坝体安全稳定影响研究提供思路。     

填埋场坝体应力变形与稳定性分析

基于施工图设计和现场情况对填埋场坝体进行应力变形分析。应力场原位分析采用线弹性材料类型,变性分析采用双曲线非线性塑性类型。在应力变形分析的基础上,根据变化量采用总应力法对坝体进行稳定性分析。根据摩尔库伦准则,不考虑滤液对其影响。结果显示:按照初步设计方案堆筑的0~12 m坝体在发生应力变形后,坝体的稳定性能够满足规范要求,可正常运行。建议企业在坝体堆高到1/2~2/3处时,进行勘察获取相应资料,应再次进行坝体应力和稳定性分析,以确保坝体安全。     

混凝土面板堆石坝数值仿真分析

分析了面板堆石坝仿真计算中两种材料的本构模型的优缺点,根据混凝土面板堆石坝结构形式和坝体填筑材料物理性质复杂的特点,开发了FORTRAN语言编写的面板坝计算程序。该程序在面板分缝处理中采用分离缝模型的方法,符合实际面板之间的变形特性,并将该程序引进ANSYS商业软件中,充分利用商业软件的界面功能,提出了一种新的面板坝计算机数值模拟分析方法。该方法可以对混凝土面板堆石坝的整个施工过程和运行期进行二维和三维数值模拟计算和图形显示,结果形象、直观清楚。     

铁矿尾矿料力学特性及坝体变形稳定性研究

尾矿料矿物成分复杂,物理力学特性区域差异性大。本文以西南地区某铁矿拟建尾矿库为研究对象,对粗、细两种尾矿料进行了系统的物理力学特性试验,获得了粗细尾矿料物理力学指标并应用到尾矿库坝数值分析,分析了该尾矿库坝的应力变形特性,对不同堆积高程、不同工况下尾矿库坝的安全稳定性进行计算分析。此外采用拟静力法对地震荷载作用下尾矿坝的稳定性进行分析。结果表明,粗尾矿料会呈现出剪胀和软化力学特性,而细尾矿料则无明显剪胀;尾矿坝坝体内以压应力为主,坝体表面出现小范围拉应力区;高堆积高程,坝体倾向于发生深层滑动,坝体最小安全稳定性系数较大;干滩长度增大明显提高坝体稳定性;最后对该尾矿库的安全运行提出了一些针对性措施及建议。     

那兰水电站混凝土面板堆石坝监测资料分析

介绍了那兰水电站混凝土面板堆石坝监测设计布置,以两年来大坝施工期和蓄水期监测资料为基础,分析了大坝的变形、渗流、应力、应变以及面板与坝体联合受力特性,对坝体施工质量和蓄水后的安全稳定性进行了初步评价,提出了电站运行中需要关注的问题,可供类似工程参考。     

滴水岩水库大坝上游重力墙加固典型方案探讨

滴水岩水库是一座以灌溉为主兼有防洪和供水等效益的Ⅴ等小(2)型水库工程,大坝为浆砌石防渗斜墙堆石坝,上游为重力防渗墙,大坝自运行以来,由于上游重力墙边坡太陡抗滑稳定不足,坝体不稳定,导致防渗墙多处裂缝、水库渗漏严重等问题,影响其正常运行及坝体安全和下游防洪保安。针对大坝存在问题,对滴水岩水库大坝除险加固施工方案加厚重力墙外加防渗面板、抛石和预应力锚固重力墙三种方案进行论证和比较,最终采取加厚重力墙外加防渗面板方案。经3年高水位运行,坝体原渗点未出现漏水,坝体稳定,加固质量可靠,达到了预期效果。     

基于ANSYS/APDL语言的黄壁庄水库土坝渗流稳定分析

根据基本方程及定解条件的比较分析,将ANSYS软件的温度场分析功能应用于渗流场的分析,利用APDL语言实现了渗流参数化建模,采用死活单元技术,通过迭代算法计算浸润线位置,解决了黄壁庄水库土坝渗流稳定问题的求解,为今后该大坝的工程管理及安全提供了理论依据。     

溧阳市天目湖平桥砌石连拱坝加固研究

连拱坝是挡水盖板呈拱形的一种轻型支墩坝。本文根据连拱坝的受力特点，利用了纯拱法和有限单元法（ANSYS）分别对平桥砌石连拱坝进行了应力稳定分析。计算结果表明：该坝的应力已经不能满足设计时的安全要求；在分析比较了几种加固措施后，给出了经济有效的加固方案。     

拱坝-坝肩三维可视化建模和稳定性分析

拱坝是一种很重要的坝型,具有体型优美、投资省等优点,但是其对坝肩岩体要求很高,因此,为了了解拱坝-坝肩整体安全性状,采用FLAC大变形软件对拱坝-坝肩稳定性进行了三维研究分析。由于FLAC软件前处理有所欠缺,因此采用AUTOCAD和ANSYS联合进行三维地质可视化建模,AUTOCAD用于基本数据信息的处理,ANSYS对基本数据信息进行再加工得到单元模型,然后把单元模型转入到FLAC做数值计算。通过计算分析,得出了有益的结论。     

基于ANSYS二次开发的水库围堤地基液化分析

基于ANSYS有限元软件二次开发,对某水库围堤地基进行液化分析.选取具有代表性的围堤断面建立二维有限元模型,计算得到场地建围堤前后孔隙水压力与有效应力比的分布情况以及建围堤后坝体的震陷分布情况.计算结果表明,地基中心部位的孔隙水压力比比两侧的孔隙水压力比小,围堤地基中心部位可以不进行地基液化处理,堤脚压重可以有效地降低液化程度.该成果可作为其他类似工程设计的参考.     

地基变形模量对碾压混凝土拱坝应力分布的影响

以贵州省鱼简河水利工程为背景, 在拟定坝址区地质模型和边界条件的基础上, 建立拱坝与地基相互作用的三维数学力学模型, 应用ANSYS软件研究不同变形模量对拱坝应力分布的影响.结果表明: (1) 最大主应力主要分布于坝底部位及软弱夹层附近; (2) 中间软层变形模量的大小对拱端与拱冠应力影响较大; 中间软弱层变形模量小于0.5 GPa时, 其应力差异较大; (3) 当地基为3种材料时, 最大拉压应力不是位于中间软弱层的顶部, 而是位于距离软弱层顶约10~15 m的位置, 这一结论对拱坝优化设计与坝基处理提供很好的理论依据.      

ANSYS在云龙水库心墙堆石坝三维地震反应分析中的应用

对比研究了瞬态热传导方程和孔压增长消散方程,提出了一种利用ANSYS温度-结构耦合场进行土石坝有效应力动力分析的方法,这种方法通过动态调整材料参数,使总应力分析更加贴近实际情况,因此是一种改进的TT方法。这种方法具有很好的计算稳定性,适合用于长持时的地震反应分析。最后,利用这种方法对对云龙水库心墙堆石坝进行了动力计算,得到了有价值的结论。     

泥石流巨石冲击下的钢构格栅坝动力响应分析

泥石流中的巨石冲击是造成拦挡结构破坏的最直接因素,因此设置钢构格栅坝拦截大石块,对减小泥石流冲击破坏有十分重要的作用。本文就钢构格栅坝结构模型,利用国际通用计算动力荷载的非线性有限元软件ANSYS/LSDYNA进行数值模拟。用钢球模拟巨石,分别在格栅坝中间榀顶层梁柱节点和中间榀顶层柱中部施加冲击荷载,分析在冲击荷载作用下结构的动力响应。结果表明：作用在结构上的冲击力大小与被冲击构件刚度大小密切相关,被冲击构件刚度越大,结构受到的冲击力越大,反之,冲击力越小;钢构格栅坝在冲击作用下,冲击作用部位、结构支座部位及梁柱节点部位响应较大,设计时应予以加强;且钢构格栅坝不同位置遭受冲击作用时结构响应完全不同,与冲击力作用在梁柱节点时相比较,冲击力作用在构件中部时结构整体响应明显较小。该结果为泥石流拦挡工程中钢构格栅坝的设计提供了参考。     

挤压边墙对混凝土面板影响的三维有限元分析

挤压式边墙技术是近年混凝土面板堆石坝发展最具有代表性的新技术之一。本课题以使用挤压式边墙的面板堆石坝为主要研究对象,具体结合一个工程实例进行分析。运用ANSYS参数化设计语言（APDL）实现了用点面接触单元模拟面板与边墙的接触;创新性地采用非线性连接单元模拟面板垂直缝和周边缝。在此基础上,计算了有挤压式边墙和无边墙两种情况下坝体及面板分别在竣工期和蓄水期的应力、变形;最终确定两者面板应力应变之间的差异,明确挤压边墙对面板的影响。     

主震和余震联合作用下复杂地基上重力坝的稳定性分析

大地震主震发生之后通常伴随强余震,多次余震下大坝的结构损伤破坏累积效应明显。为了解复杂地基上重力坝在主、余地震联合作用下的变形和稳定性,以紧邻汶川地震震中的某大型水利工程重力坝典型坝段A#坝段为研究对象进行研究分析。首先,仅考虑主震作用的影响,采用拟静力法模拟地震主震荷载,运用地质力学模型试验方法,研究主震作用下A#坝段坝与地基的变形特征和模型最终破坏形态;再考虑主、余地震联合作用的影响,采用动力法（即时程分析法）基于ANSYS有限元软件进行计算。研究结果表明,主震作用下模型试验与有限元计算结果基本一致,坝与地基均发生了大变形,且通过模型试验得到了A#坝段最终破坏形态;在主、余地震联合作用下,A#坝段坝与地基的变形的累积增加效应明显,变位特征值比主震作用下明显增大,其坝体最大变形处（坝顶）变位值增幅约为37%,对坝与地基稳定性影响较大。因此,对位于地震高发带复杂地基上的重力坝,应考虑主、余地震联合作用的影响,这样更利于工程的安全。