摘要：将混凝土面板堆石坝中面板混凝土视为宏观上均质、细观上不均匀的材料,结合统计学原理,考虑材料参数分布的随机性,通过二维有限元数值分析,研究了混凝土的弹性模量和抗拉强度随机性对面板堆石坝面板动力损伤分布规律的影响。计算结果表明:不考虑面板混凝土材料参数随机性时,(0.65~0.85)H(H为坝高)处面板顺坡向应力较大,拉损伤主要发生在0.8H(H为坝高)附近的面板处;随着混凝土材料不均匀性增大,发生拉损伤的部位趋于分散,但主要集中在(0.4~0.9)H范围内的面板。因此这部分面板应该是抗震设计的重点区域。采用混凝土弹脆性细观损伤模型,考虑材料参数的随机性,能够直观地阐明混凝土面板的地震破坏过程和损伤分布,便于了解面板薄弱环节,研究成果可以为混凝土面板堆石坝抗震设计提供参考。

摘要：《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB 35047—2015)在《水工建筑物抗震设计规范》(DL 5073—2000)基础上,对标准设计反应谱曲线进行了修订。本文以某实际工程为背景,通过对250 m高典型面板坝进行二维有限元动力计算,对比分析了分别在新、旧规范谱人工地震波作用下,面板坝的频响特性及动力响应的差异。研究结果表明,在新规范谱人工地震波作用下坝体瞬时动位移、面板瞬时动应力、坝体总惯性力(最大加速度)、震后坝体永久变形以及面板震后应力等响应分量均较旧规范谱人工地震波作用有所增加,且坝坡的局部稳定性有所降低。据此,期望工程界关注新规范人工地震波作用下面板坝抗震安全性可能降低,并建议必要时对已建或在建工程进行抗震复核。

摘要：堆石料尺寸效应一直都是困扰工程设计和安全评价的一个难题。由于缺少较大尺寸的试验仪器和缺乏合理的尺寸效应评价体系,堆石料缩尺引起的强度和变形的变化规律还没有统一的认识,对缩尺引起的强度和变形差异的机理还不清楚。对相关研究涉及到的问题进行了分析、总结。笔者认为一套合理的堆石料尺寸效应评价体系,应该考虑试样边界约束尺寸效应、缩尺方法和标准及单粒细观特性尺寸效应等对宏观粒组变形特性的影响。为解决堆石料尺寸效应难题,大连理工大学近期完成了国内第一个超大三轴仪(试样直径800,1000 mm),连同早期开发和研制的系列三轴仪(试样直径100,200,300 mm)构成了多尺度三轴试验研究平台,为深入、系统地研究堆石料静动强度与变形的尺寸效应提供了技术支撑。

摘要：采用振动碾压填筑堆石坝的过程中,堆石料会发生大量的颗粒破碎,导致粗粒含量减小,细颗粒含量增加,碾压后的级配与设计级配已经不再相同。然而,目前在可研和初设阶段,开展现场碾压试验难度大,而有限元计算大坝变形时采用的堆石料计算参数往往都是设计级配(未考虑碾压)的三轴试验结果。实际上,设计级配的变形模量比碾压后级配(相同密度条件下)的试验结果高。本文参考已建大坝碾压时颗粒破碎的实测结果,采用考虑颗粒破碎的状态相关的堆石料弹塑性本构模型,开展了大坝施工和蓄水的有限元分析研究,计算结果表明:是否考虑碾压过程中的颗粒破碎对大坝变形计算结果有着较大的影响,如果在三轴试验或计算分析中不考虑这个因素,会明显地低估大坝的变形,对大坝的安全性评价是十分不利的,这可能是目前有限元计算的高坝沉降变形比实测偏小的主要原因之一。

摘要：抗震性能分析能够有效估计结构在地震作用下的危险性,逐渐成为抗震安全性评价的重要方法,但由于结构的复杂性,该方法在面板堆石坝方面的应用还处于起步阶段。随着强震区大量高面板堆石坝的建设,这些高坝的安全性是必须要考虑的重大问题,因此对大坝进行抗震性能分析至关重要。增量动力分析（IDA）法作为一种抗震性能分析方法,能够全面、深入地分析在不同强度地震作用下结构性能的变化。将IDA法引入到高面板堆石坝安全评价领域,建立了高面板堆石坝地震破坏性能评价方法。根据场地条件选取了15条不同的强震动记录,以地震峰值加速度PGA为地震动参数,采用坝体地震震后变形、坝坡稳定性、面板防渗体安全为抗震性能评价指标,选取合适的性能参数,建议了高面板堆石坝各评价指标的破坏等级划分标准,通过大量非线性有限元计算,得到各性能参数的地震易损性曲线,分析了大坝在不同强度地震作用下发生破坏的概率,成果可为高面板堆石坝抗震性能设计和安全风险评估提供参考和依据。

摘要：以建于覆盖层上的土石坝为背景,对80m深覆盖层上的沥青混凝土心墙坝进行填筑和蓄水三维有限元数值精细模拟,采用非协调元模拟防渗墙单元以更精确地描述其弯曲变形模式.分析不同加载时段防渗墙的变形规律,并讨论墙体应力分布规律及其拉应力产生演化机理.结果表明:满蓄期,防渗墙岸坡附近的弯曲变形较大,是较危险部位,墙体下游侧的岸坡附近处于受拉状态.弯曲引起的墙体下游侧拉应力与下游墙面的夹角基本小于30°,且在下游墙面的投影偏向坝轴向.改善下游侧覆盖层土体特性能有效降低该区域的拉应力.研究成果可为深厚覆盖层中防渗墙的合理设计提供参考.

摘要：有限单元法(FEM)作为强大的数值分析技术广泛应用于岩土工程结构数值模拟。由于传统有限元的单元形状局限性以及岩土工程模型的复杂性(分层施工模拟、复杂材料分区等),较难编制通用的高质量网格剖分算法,使得模型网格生成消耗整个分析过程的大部分时间,阻碍快速自动化分析进程。采用四叉树网格剖分技术,联合非线性多边形比例边界有限元(PSBFEM)方法,发展了一种可用于岩土工程结构的快速建模和数值分析方法。对某心墙坝进行了静动力数值模拟,并与传统有限元结果对比验证了其正确性。研究表明,文中方法具有使用简便、网格灵活、生成速度快、质量高等特点,可以大幅降低累赘繁琐的人工干涉,为工程结构快速设计–优化提供有力的技术手段。该方法扩展至三维结构将具有更大的研究价值和工程意义。

摘要：采用混凝土塑性损伤模型和堆石料广义塑性模型,对带有高趾墙的混凝土面板堆石坝静动力反应特性进行了二维有限元分析,研究了高趾墙的损伤发生及发展过程。结果表明,高趾墙在施工和蓄水过程中上、下游两侧受到拉、压应力交替作用,竣工期最大拉应力发生在高趾墙下游面底部,满蓄期最大拉应力发生在高趾墙上游面底部,由于拉应力超过了混凝土抗拉强度,高趾墙出现了轻微损伤;在地震荷载作用下,高趾墙底部损伤程度增大,损伤因子最大超过0.8,同时高趾墙顶部也有轻微损伤,损伤因子小于0.6。通过损伤变量可以清晰地看出高趾墙在地震作用下的破坏过程及薄弱环节,可为混凝土面板堆石坝抗震设计提供理论指导。

摘要：为研究土石坝在地震波倾斜入射时的动力反应,采用粘性人工边界及其对应的等效荷载地震动输入方法,对某典型土石坝有限元模型,分别计算了SV波和P波以不同角度、不同方向入射时的坝体动力反应,探讨了坝顶加速度放大系数随入射角度的变化规律。结果表明,随地震波入射角度的变化,坝顶加速度反应存在明显的差异,且在入射角度较大时表现得更加显著,说明行波效应的影响增强;此外,地震波自上、下游两侧入射时的结果截然不同。因此,在土石坝抗震设计及安全评价中,考虑地震波倾斜入射以及行波效应的影响是十分必要的。