摘要：针对小湾拱坝坝基开挖中出现的卸荷松弛问题,采用三维非线性有限元法对卸荷松弛效应进行了评价。通过松弛方案与未松弛方案计算,对小湾拱坝的应力和位移、屈服区分布以及坝基浅部关键截面的抗剪安全度、点安全度等方面进行了比较分析。研究结果表明,建基面地基松弛后,主要影响低高程局部区域的变形和应力,对拱坝整体变形和应力分布的影响很小;地基松弛后,拱冠梁建基面(953m高程)坝踵处第一主应力有所增大,坝趾处第三主应力有所减小;拱冠处梁的作用减弱,拱冠梁处距坝踵20m范围的点安全系数也略有降低;原设计方案在未松弛情况下基本可以满足《混凝土拱坝设计规范》关于建基面抗剪(断)安全系数的要求;坝基松弛后,抗剪(断)安全系数降低明显,与规范规定的要求相差较大,需采取适当的工程措施。该研究成果已为设计决策提供了依据。

摘要：盲管排水和防水板隔水是富水区山岭隧道修建过程中的关键科学问题。研究围岩、注浆圈、盲管、防水板、初期支护以及二次衬砌共同承担水荷载相互作用,推导出基于盲管限量排水和防水板隔水效应的支护体系水荷载非线性解析式。引入盲管"导水系数"的概念,获得盲管和防水板是否正常工作,以及支护体系水荷载相互作用定量化关系,为排水量的"主动控制"提供依据。当盲管排水量增大时,初期支护、注浆圈和围岩承担的水荷载增大,二次衬砌水压力减小。以我国高速铁路祁连山大断面隧道为例,提出防水板隔水条件下,盲管排水量与衬砌外水压力、折减系数关系,实现盲管"主动排水",符合工程支护体系实际情况。提出合理的注浆圈厚度和渗透系数;随着水压力的增加,衬砌结构最不利位置由拱部向仰拱转移;墙脚压剪破坏、仰拱压弯破坏;确定衬砌结构极限承载力。研究成果可为富水隧道设计和施工提供依据。

摘要：采用三维有限元方法,应用ANSYS程序对小湾拱坝放空底孔预应力闸墩进行了空间应力与变形计算,并详细探讨了预应力的模拟方法,对3种不同方法的优缺点进行了对比评价.根据计算结果,对比分析了多个设计工况下闸墩结构的变形、应力分布规律,评价了预应力锚索的预压效果.在此基础上,取闸墩结构特征点的第一主应力作为优化变量,对预应力锚索设计吨位和布置方案进行了敏感性分析,得出了预应力锚索布置的优化方案.全部研究成果为小湾拱坝施工设计详图所采用.

摘要：现行《混凝土拱坝设计规范》(SL 282-2003)关于拱梁分载法温度荷载的简化公式尚不能很好地考虑拱坝的导温系数和水温边界,以至拱坝表面温度应力的计算误差较大并影响温控防裂措施.以小湾水电站高拱坝工程为依托,在全坝段、全过程三维有限元仿真反馈分析成果的基础上,分析了拱坝温度场时空分布规律,论证了解析解与数值解的一致性以及解析解的适用范围;应用复变函数法和傅里叶变换法,建立了拱梁分载法温度荷载的简化公式.算例结果表明,该简化公式计算温度荷载的精度有明显提高,因其可以较好地考虑混凝土导温系数和水温边界影响.

摘要：西部地区河床深厚覆盖层勘探取样及工程特性是水电工程地质勘察中常遇技术难题,动力触探(dynamic penetration test,DPT)因操作简单、适用土类多而成为西部地区河床覆盖层原位测试首选方法.现行规范仅给出了20m杆长范围的修正方法,但对超此范围重型、超重型动力触探杆长适用性及修正问题,长期以来业内则颇多争议却少有研究.鉴于此,利用现场试验与数值模拟相结合,通过对动力触探试验杆上各测点应变现场实测并得到各测点应力分布,再利用LS-DYNA软件进行反演分析并确定相关计算参数,而后进行杆长25m、40m、60m、80m、120m的数值模拟计算得到了杆长适用范围及修正系数.试验研究方法及成果可供类似问题研究与深厚覆盖层地区工程勘察借鉴或参考.

摘要：根据瀑布沟土石坝防渗体系的结构特点及土石坝施工填筑过程,利用有限元方法对瀑布沟土石坝整体进行了渗流分析和应力变形计算;考虑防渗墙与廊道接头局部构造,采用子模型技术,对接头部位进行了深入的计算分析,得到更加合理的数值解,为大坝防渗结构设计的优化提供了参考依据.

摘要：以龙滩水电站9号机进水口边坡为例,针对高边坡施工期的工程特点,模拟施工进程以及各种施工措施,以弹-粘塑性有限单元方法为基础,利用人工智能方法建立了力学参数的联合位移反分析模型,反演了进水口边坡岩体的综合力学参数,在此基础上进行了边坡变形及稳定性的实时跟踪预报,为工程设计优化和信息化施工提供了重要的参考依据.

摘要：RCC拱坝设置诱导缝是解决施工期温度裂缝的有效措施,由于拱坝结构受力复杂,各个工程差异大,诱导缝位置和数量等对设缝效果、拱坝安全有明显影响。为此,以某RCC拱坝为例,根据初拟的5个设缝方案建立了精细有限元网格模型,并进行了全过程、全坝段的温度场和应力应变场仿真模拟计算,研究了诱导缝位置、数量对坝体变形、应力分布与抗裂安全性的影响。结果表明,设置诱导缝后,坝体最大拉应力分布范围减小、幅值明显降低,拱坝整体刚度也有所削弱;施工期坝体的拉应力状态随设缝数量增加有明显改善,但设缝数量对拱坝整体刚度影响不显著,按方案5设缝后,拱坝的拉应力水平及分布满足设计规范要求。

摘要：动力触探试验杆长修正系数取值的合理性,依赖于对探杆受到落锤撞击后探杆内轴向冲击力及锤击能传递规律的认识程度。设计4个杆长方案(22.92,25.87,40.92,46.85 m),在武汉南湖窑沟村、阳逻堤防2个场地开展重型动力触探试验,通过动态应变仪采集到各测点(沿探杆轴向布置6个测点)的全时程应变;然后,计算出各测点全过程的轴向冲击力,并应用F2法得到了各测点的锤击能;最后,研究各测点的轴向冲击力、锤击能的时空分布规律,并建立探杆轴向冲击力、锤击能与杆长的关系式,结果表明,杆顶的锤击能与已有的研究结果一致。研究成果可为杆长超过21 m的动力触探试验推广应用提供参考依据。

摘要：超长桩的竖向承载机理及其影响因素一直是工程中的热点研究问题。采用非线性有限元方法,通过数值分析手段分别模拟了不同桩长径比、桩土弹模比、桩端土与桩周土弹模比以及邻近堆载,以桩身轴力沿桩身分布规律为指标系统分析各种因素对超长桩竖向承载性状的影响,揭示超长桩的竖向荷载传递机理,为超长桩的设计和施工提供参考。