基于横观各向同性的面板堆石坝性态分析
混凝土面板堆石坝关键技术与研究进展
混凝土面板堆石坝关键技术与研究进展徐泽平【摘要】简要回顾了中国混凝土面板堆石坝30多年的发展历程.从材料的级配特性、强度特性、变形特性、流变特性,以及接触面模拟、流变分析、精细化仿真计算等方面综合论述了混凝土面板堆石坝筑坝材料工程特性研究及大坝应力变形数值计算分析技术的研究进展.针对混凝土面板堆石坝的安全建设问题,从坝体渗流安全、大坝变形控制和混凝土面板挤压破坏的角度论述了混凝土面板堆石坝的筑坝关键技术.【期刊名称】《水利学报》【年(卷),期】2019(050)001【总页数】13页(P62-74)【关键词】混凝土面板堆石坝;材料试验;数值分析;渗流安全;变形控制;面板挤压破坏【作者】徐泽平【作者单位】中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京 100038【正文语种】中文【中图分类】TV641.41 研究概述采用分层填筑、薄层振动碾压的堆石（或砂砾石）作为大坝主体的现代混凝土面板堆石坝已有40多年的历史。
在当代坝工建设实践中，混凝土面板堆石坝以其优越的安全性、经济性，以及对复杂地形、地质条件的良好适应性为特征，在坝型比选中表现出很强的竞争力，在水利水电工程中得到了广泛应用和迅速的发展，目前全世界已建的混凝土面板堆石坝数量已接近400座。
现代混凝土面板堆石坝的建设始于澳大利亚的Cethana面板堆石坝，Cethana面板堆石坝设计和施工中所建立的标准和方法对其后的混凝土面板堆石坝发展产生了重要的影响。
进入21世纪以来，国际上相继开工建设了一批坝高200 m级的高混凝土面板堆石坝，并应用了一些新的技术手段，取得了较为丰富的成果。
但部分已建200 m级高坝工程在运行中也出现了面板挤压破坏、面板裂缝和大量渗漏等问题，这些问题集中反映了高混凝土面板堆石坝的新特征，引起了国际坝工界的普遍重视，同时也对中国高混凝土面板堆石坝技术发展起到了借鉴和促进作用。
限于篇幅，本篇论文将主要论述中国在混凝土面板堆石坝筑坝关键技术上的进展，有关国外相关技术进展的论述可参见文献［1-2］。
基于双屈服条件准则的横观各向同性本构模型研究及其数值模拟
基于双屈服条件准则的横观各向同性本构模型研究及其数值模拟QU Guangxiu;REN Peng【摘要】为研究层状岩体的力学特性,提出基于双屈服条件强度准则的本构模型.基于双屈服条件强度准则,联合横观各向同性的广义虎克定律刚度矩阵建立考虑横观各向同性的本构模型,并结合岩石单轴压缩试验数据,通过最小二乘法拟合该模型的参数;实现该模型的单轴压缩试验数值模拟,并通过室内单轴压缩试验结果对数值模拟结果进行验证,分析模型的可靠性.研究结果表明:本文提出的本构模型在层状岩体的力学分析方面具有适用性,为层状岩体力学特性研究及层状岩质边坡的稳定性分析奠定了基础.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2019(016)006【总页数】6页(P1448-1453)【关键词】横观各向同性;本构模型;双屈服条件强度准则;数值模拟【作者】QU Guangxiu;REN Peng【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TU458层状岩质边坡广泛分布于我国西南地区，其明显的横观各向同性力学特性对边坡的稳定性有着显著影响，因此如何建立适用的本构模型以探究其力学行为具有重要的工程实践意义。
关于横观各向同性岩石的本构模型研究，国内外学者进行了大量研究。
刘运思等[1]通过室内试验对横观各向同性岩体的弹性参数进行了研究。
Gonzaga等[2]通过三轴压缩试验研究了如何确定横观各向同性岩石的力学参数。
ZHANG等[3−5, 11]通过不同试验手段研究了横观各向同性岩石的破坏机理，探讨了加载速率对破坏过程的影响。
熊良宵等[6−8]采用数值模拟方法，探讨了横观各向同性岩体的力学特性。
Colak等[9−10]对横观各向同性岩体的破坏强度准则进行了研究。
上述研究成果大都基于Hoek-Brown准则，描述横观各向同性岩体的强度和变形特征，并提出不同的强度准则和弹塑性本构模型，但大多研究成果仅从强度或者变形特征这种单一因素考虑横观各向同性岩体的本构模型，如何科学地描述层状岩石的强度和变形特征仍值得商榷。
混凝土面板堆石坝变形特性三维有限元仿真分析的开题报告
混凝土面板堆石坝变形特性三维有限元仿真分析的开题报告一、研究背景混凝土面板堆石坝结构是一种由混凝土面板和堆石体构成的混合结构体系，具有结构形式简单、抗震能力强等优点。
该结构具有广泛的应用领域，包括水利水电工程、防洪工程等方面。
然而，由于混凝土和堆石体材料的差异、非线性及变形特性的差异等因素，混凝土面板堆石坝结构容易出现变形、开裂等问题，从而危及整个结构的安全性。
因此，对于混凝土面板堆石坝的变形行为进行深入的研究，对于提高结构的安全性具有重要意义。
二、研究内容本研究旨在通过三维有限元仿真，分析混凝土面板堆石坝的变形特性。
具体内容包括以下方面：1.建立混凝土面板堆石坝三维有限元模型，对其进行建模与网格划分；2.考虑混凝土和堆石体材料的非线性及变形特性，建立包含多种本构模型的有限元模型；3.对混凝土面板堆石坝结构施加水压和静载荷等载荷情况，进行有限元仿真计算，分析结构的变形特性、应力状况等参数，并通过对比分析，探究不同参数对结构变形的影响；4.通过仿真的结果，提出结构的改进措施，提高结构的安全性。
三、研究方法本研究采用三维有限元方法对混凝土面板堆石坝进行数值模拟分析。
具体方法如下：1.建立混凝土面板堆石坝三维有限元模型，采用ANSYS或ABAQUS 等软件进行建模；2.采用包含多种本构模型的有限元模型，考虑混凝土和堆石体材料的非线性及变形特性；3.分别对混凝土面板堆石坝结构施加水压和静载荷等载荷情况，进行有限元仿真计算，得到结构的变形特性、应力状况等参数；4.通过对比分析，探究不同参数对结构变形的影响，提出结构的改进措施，提高结构的安全性。
四、预期成果1.建立混凝土面板堆石坝三维有限元模型，得到结构的变形特性、应力状况等参数；2.通过对比分析，探究不同参数对结构变形的影响，提出结构的改进措施，提高结构的安全性；3.提供混凝土面板堆石坝建设工程实践的参考依据，具有一定的理论和实践意义。
五、进度安排1.文献综述与研究问题的明确（1个月）；2.混凝土面板堆石坝三维有限元模型的建立（2个月）；3.采用包含多种本构模型的有限元模型进行数值模拟，分析结构的变形特性（3个月）；4.分别对混凝土面板堆石坝结构施加水压和静载荷等载荷情况，进行有限元仿真计算，得到结构的变形特性、应力状况等参数（3个月）；5.通过对比分析，探究不同参数对结构变形的影响，提出结构的改进措施，提高结构的安全性（2个月）。
某混凝土面板堆石坝观测资料分析
２支 （Ｇ Ｓ ９和 Ｓ １） Ｇ ０ 。面板周边缝上 的三 向测逢计共设 ５ ， 组
其 中左 岸 ３组 （ Ｊ、 Ｓ５和 Ｓ６ ，右 岸 ２组 （ Ｊ 和 ｓ２ 。 Ｓ ４ Ｊ Ｊ） ｓ１ Ｊ）
另外 ，在河床段 埋设 面板 周边缝二向测缝计 （Ｊ） ｓ３ 。
３． ，占总沉降量 （４２ ）的 ８％，大部分沉 降发 ０５ ｃ ４埘 ３． ｃ ２瑚 ９
顶端最小厚 度 ０ ３ｍ，底 端最大厚 度 ０５ｍ，中间采 用渐变 ． ． 方式过 渡。为 了了解 面板 堆石坝 在沉 降、位移 、渗 流等方
３ ． ｍ （０２年 ２月 ３日测得 ） ０５ ｃ ２０ ４ ，由于 该测点 位于坝轴 线
面的变化特 征 ，设置 了坝体 内部 沉降 、坝体 表面沉 降及水 平位 移、周边缝位移 和渗 流量 等观测项 目。
中 图分 类 号 ：Ｔ ６８ １ Ｖ９ ． 文 献标 识码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１０—０ Ｘ（ｏ ｏｏ．１００ ０８７ １ ２ ｌ）４００－２
某水库混凝土 面板堆石 坝主体工程 于 １９ ９９年 ３ ５日 月
开 工 ，２０ ００年 ９ １ 目开 始 面 板 浇 筑 ， １２ １ 工 程 基 月 ９ ２０ 年 月 ３
于 ２０ 年 ４月 ７日埋设 完成 ，自埋设 之 日起沉 降仪 即开始 ０１
观测 。
本建成 ，２０ 年 ２月 ２日通过蓄水验收 ，并 于 ２０ 年 ２月 ４ １２ ３ ０２
日下闸蓄水 ，２Ｏ Ｏ２年 ３ ２ 月 ５日蓄至 正常水位 。大 坝坝顶 高
程 ５１ ６ ｍ，上 下 游 坝 坡 均 为 １ １３ ： ．，最 大 坝 高 ８ ． ｍ 面 板 ７０ 。
升 ，沉降增速 更快。 同一 高程 上的各 测点 ，沉 降增量 最大
某面板堆石坝坝体沉降观测资料分析
某面板堆石坝坝体沉降观测资料分析戴春华;石晓兰【摘要】面板堆石坝坝体沉降因大坝填筑强度、基础地质情况的不同而呈现较大的差异性.通过对某面板堆石坝坝体沉降观测资料的分析,认为在砂卵石基础上大坝高强度填筑虽然会引起坝体较大沉降,但只要大部分沉降量发生在施工期及间歇期,则不会影响蓄水后大坝的运行.【期刊名称】《浙江水利科技》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】3页(P36-38)【关键词】面板堆石坝;填筑强度;沉降量;分析【作者】戴春华;石晓兰【作者单位】浙江省水利河口研究院,浙江,杭州,310020;东阳市横锦水库管理局,浙江,东阳,332100【正文语种】中文【中图分类】TV6981 工程概况某水库位于浙江东部沿海地区,是一座以供水、防洪为主,结合灌溉、发电等综合利用的Ⅱ等水利工程。
水库集水面积40.01 km2,总库容3398万m3,水库正常蓄水位65.30m(国家85高程,下同),设计洪水标准为100 a一遇,相应洪水位为68.04m,校核洪水标准为2000 a一遇,相应洪水位为70.00 m。
大坝坝型为混凝土面板堆石坝,坝顶高程为70.00 m,防浪墙顶高程71.20 m,最大坝高49.00 m,坝顶宽6.9m,长420.0 m,大坝上、下游坡坡比分别为1∶1.4、1∶1.3, 在下游23.0,39.0,54.0 m高程处, 设置 3级3.0 m宽的马道。
工程枢纽建筑物由大坝、泄水建筑物、发电引水建筑物、发电厂及升压站组成。
泄水建筑物布置在右坝段,为溢流重力坝,宽24.0 m,堰顶高程61.30 m;引水发电系统位于大坝左岸,由进水口、洞身及出口组成;电站厂房位于大坝下游左岸,由主厂房、副厂房、升压站、尾水渠、进厂公路等组成。
2 坝体沉降量监测仪器布置坝体沉降量监测仪器采用水管式沉降仪进行,7套共计21个测点 (编号SG1～SG21),其中在坝基20.0 m高程 0+120,0+192,0+260 m断面分别设置3个、5个、3个沉降量监测点;在大坝39.0 m高程0+120,0+192,0+260 m断面分别设置2个、4个、2个沉降量监测点;在大坝54.0 m高程0+192 m断面设置2个沉降量监测点。
基于E-B模型的面板堆石坝变形模拟
基于E-B模型的面板堆石坝变形模拟
王栋;赵礼;张晓悦
【期刊名称】《浙江水利科技》
【年(卷),期】2018(000)004
【摘要】混凝土面板是面板堆石坝最主要的防渗体,其变形和开裂状态对大坝的整体安全至关重要,在设计阶段需要对施工期及运行期面板的变形做充分预测.土石散粒体的本构模型种类繁多,采用非线性弹性模型中的邓肯E-B模型,结合商业有限元数值模拟软件,对陕西省某水库沥青混凝土面板堆石坝进行数值模拟,对比多年以来坝体和面板的渗漏和变形观测数据,发现模拟结果很好地与实际情况相吻合,表明在混凝土面板堆石坝的变形模拟中,邓肯E-B模型具有很高的工程实用水平.
【总页数】5页(P59-62,71)
【作者】王栋;赵礼;张晓悦
【作者单位】浙江省水利水电工程质量与安全监督管理中心,浙江杭州 310012;浙江省水利水电工程质量与安全监督管理中心,浙江杭州 310012;浙江水利水电学院水利与环境工程学院,浙江杭州 310018
【正文语种】中文
【中图分类】TV641.4+3
【相关文献】
1.基于邓肯E-B模型的面板堆石坝应力变形分析——以毛家河水库面板堆石坝为例 [J], 余华
2.覆盖层上机板堆石坝防渗墙和面板应力变形的离心模型模拟技术 [J], 李国英
3.基于广义塑性模型的高面板堆石坝应力变形数值模拟 [J], 董国庆;何亮
4.基于Gudehus-Bauer亚塑性模型的面板堆石坝应力变形研究 [J], 陈泽钦;刘国明
5.基于不同本构模型的面板堆石坝应力变形分析 [J], 黄小华
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基于各向同性本构关系薄层单元的螺栓连接参数识别
基于各向同性本构关系薄层单元的螺栓连接参数识别姜东;吴邵庆;史勤丰;费庆国【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2014(000)022【摘要】针对螺栓连接建模与参数识别问题开展研究。
基于各向同性本构关系薄层单元理论，提出螺栓连接结构接触面力学性能识别方法。
对单个螺栓搭接及多个螺栓搭接两种结构分别进行有限元建模，忽略螺栓质量、螺孔影响，搭接界面采用各向同性本构关系的薄层单元模拟。
根据试验模态参数构造优化问题，识别搭接界面薄层单元材料参数。
结果表明，两种螺栓连接结构前四阶弯曲模态频率计算精度较高，薄层单元能准确反映接触界面力学性能。
该方法适用于单个螺栓及螺栓较密集工况动力学精确模拟。
【总页数】6页(P35-40)【作者】姜东;吴邵庆;史勤丰;费庆国【作者单位】东南大学工程力学系，南京 210096; 江苏省工程力学分析重点实验室，南京 210096;东南大学工程力学系，南京 210096; 江苏省工程力学分析重点实验室，南京 210096;东南大学工程力学系，南京 210096; 江苏省工程力学分析重点实验室，南京 210096;东南大学工程力学系，南京 210096; 江苏省工程力学分析重点实验室，南京 210096【正文语种】中文【中图分类】TU318【相关文献】1.基于位错机制钛合金本构关系的目标参数识别及实验验证 [J], 盛鹰;曾祥国;陈华燕;韩悌信2.基于三维弹粘塑性本构关系的节理单元在面板堆石坝中的应用 [J], 郑华伟;任莉3.基于横观各向同性假定的固定结合部本构关系及有限元模型 [J], 赵金娟;王世军;杨超;王诗义;杨慧新4.基于薄层单元法的螺栓连接结构有限元模型确认 [J], 秦清珍; 郭勤涛; 展铭; 马辉5.基于薄层单元法的弹体与引信系统螺纹连接模拟参数识别 [J], 鄢阿敏;王晓锋;王健;皮爱国;黄风雷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
洮河海甸峡堆石面板坝在稳定状态和非稳定状态下渗流分析研究报告大学方案
1绪论1.1 本文研究得意义大坝作为一种挡水构筑物一般都会涉及到渗流稳定性问题,并且它们的破坏主要都是从渗流开始。
如若不及时引起重视进行处理,必将危及大坝的整体稳定性。
坝体发生渗流破坏的原因,通常都是由于水力梯度引起的。
因此，要研究确定水工构筑物的水力梯度的分布 ,同时必须通过其进行渗流分析 ,确定浸润自由面，再对坝体进行渗流稳定分析，以此对大坝的安全运行进行作出合理评估。
水利枢纽工程在蓄水期，由于库区内水位的上升，在水压力的作用下会在大坝的坝体内部和大坝基底产生渗流的现象，这对水工建筑物的正常运行会产生比较不利的影响，可是又是不可避免的。
根据统计，我国已建成上万座各种类型水库，经过长年累月的运行，很多坝体在不同程度上都存在严重的病害或者隐患，这种病险危害的存在会从根本上影响水工建筑物的渗流稳定性及其变形稳定。
近年来，在水利枢纽工程的正常运行过程中发生了很多具有灾难性的的破坏，经过广泛分析研究后，分析得出在可能对坝体造成破坏的所有模式中，渗流都在其中扮演着重要的作用。
因此，对大坝渗流的研究是大坝安全检测的一项重要内容，深入的分析和研究坝体渗流状况，这对于我们水工建筑物的安全运行以及应对具有破坏性事故的威胁和保护人民生命财产具有重大而深远的意义。
目前较为理想的一种计算渗流场的方法是有限单元法。
在渗流场的基础上对其进行整体稳定性分析 ,才能得到较为可靠的结果。
因此 ,用有限单元法计算其渗流场，对挡水构筑物安全、维护、治理等都有巨大的社会效益和经济效益。
有限单元法的基本思路和原理早就有人提出，它是一套求解微分方程的数值计算法，与传统的解题法相比，有物理意义直观明确，解题效能高方法本身的适应性强，解题步骤易规范化，电子计算机配合使用后，有限单元法得到了迅速的应用和发展。
1.2 国内外渗流计算研究的发展现状法国工程师达西 (H.Dracy>，在 1986 年通过实验研究提出了线性渗透定律，为渗流理论的发展莫定了基础。
面板堆石坝堆石体内部水平位移分析
次 堆 石 料 区
ＩＡ Ｄ９
ＩＡｌ Ｉ Ａ１ Ｄ Ｏ Ｄ １ Ｉ Ａ１ Ｉ Ａ１ Ｄ ２ Ｄ ３
／ 一月 一 目 平 行 ０ 年
平 行 ０— 平 行 ０— 坝 轴 线 ０平 行 ０＋ 行 ０＋ 平
填 筑 的高度 而 增 大 ，在 水 平 方 向上 ，从 上 游 到 下 游
收 稿 日期 ：２ １— ３２ ０ ０ ０ ．６ 作 者 简 介 ：陈 智 梁 （ ９ １ ） １８ 一 ，男 ，助 理 工 程师 。
Ｗａｅ ｔ ｒＲｅｏ ｒ ｓａ ｄＨｙ ｒｐ ｗｅ Ｅｎ ｉｅｎ ｇ Ｖ Ｌ４７ Ｎｏ ６ ｓ ｕｃ ｎ ｅ ｄｏ ｏ ｒ ｇ ｎ ｅ ｎ ｏ ．
陈智梁 ， 等∥面板堆 石坝堆石体 内部水平位移分析
表 １ 甲工 程 大 坝 堆 石 体 水 平位 移 计 观测 数 据 ｍｍ
主 堆 石 料 区 观测 Ｅ期 ｔ ＩＡ Ｄ８
一
有 测点 的观 测数 据都 达到最 大值 ，这 是 因为 当年冬 季
气 温极低 ，水库 冰盖 较厚 ，冰压 力通 过 面板传递 至堆 石体 ，产 生 了水平 位移 ，为 防止 冰盖 推力作 用对 面板
２０ ０ ５年 底 ，甲 工 程 大 坝 填 筑 完 成 。２ ０ ０ ５年 １ ０ 月 ， 乙工 程 大坝填 筑 完 成 。结合 表 １和表 ２综 合 分
原 因可能 是 甲工 程采用 引张线 式水平 位移计 ，传感器
析得出，大坝堆石体的水平位移 ８ ％ 以上的变形都 ０ 发 生 在施工 期 。在 垂 直 方 向上 ，水 平 位 移 随 着 大 坝
ｌ Ｏ Ｏ ｏ ７ ０ ０ ３ ． ｏ ＋【］ Ｉ ３ Ｏ ０ ０ ０．ｘ ０ ２ ． ｏ ０ ０． ０ ０ ５ ０ Ｏ Ｉ １（】 ０ ５． ０ ７ 【 ） （ ０
横观各向同性层状岩石地基对高拱坝的影响
横观各向同性层状岩石地基对高拱坝的影响
杨令强;武甲庆;秦冰
【期刊名称】《水资源与水工程学报》
【年(卷),期】2007(18)3
【摘要】层状岩体具有明显的各向异性,其材料参数和屈服准则是层面方向的函数,本文给出了线弹性和弹塑性横观各向同性体的本构关系,并对横观各向同性对高拱坝的动、静力影响进行了研究,结果表明,横观各向同性对拱坝的位移和应力影响是非常明显的,特别是两岸岩层分布不一致的情况下影响更严重;横观各向同性对拱坝动力特性的影响比对静力的影响显著,不但对频率有所影响,而且振型也变化很大,并且对高阶振型的影响要比低阶振型严重。
【总页数】4页(P6-9)
【关键词】高拱坝;横观各向同性;弹塑性;动力特性
【作者】杨令强;武甲庆;秦冰
【作者单位】济南大学土木建筑学院;山东省水利厅;山东水利设计院
【正文语种】中文
【中图分类】TV31
【相关文献】
1.层状横观各向同性地基上刚性条形基础动力刚度系数 [J], 巴振宁;胡黎明;梁建文
2.层状横观各向同性饱和地基中桩基的纵向耦合振动 [J], 王小岗
3.层状横观各向同性地基性质对刚性条基摇摆振动的影响 [J], 艾智勇;任广鹏
4.层状横观各向同性地基上异性矩形薄板的弯曲解析解 [J], 王春玲;丁欢;刘俊卿
5.核电工程倾斜层状岩石地基横观各向同性分析 [J], 艾鸿涛
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基于子模型法的面板堆石坝三维应力变形分析
基于子模型法的面板堆石坝三维应力变形分析
朱敏;邓华锋;许晓亮
【期刊名称】《水利水电科技进展》
【年(卷),期】2012(032)006
【摘要】基于三维有限元非线性方法,考虑某高面板堆石坝面板分期施工浇筑的特点,建立精细模拟面板特性的子模型,用有厚度的接触面单元模拟坝体与面板的接触面,设置相应的连接单元模拟面板缝的相互作用,分析了该面板堆石坝在施工期和蓄水期坝体和面板的应力变形,并与类似坝高的面板堆石坝的计算或监测结果进行比较.结果表明:在施工期和蓄水期坝体的最大沉降值约为坝高的1％,位于次堆石区；面板应力以压应力为主,拉应力主要集中在面板与周边山体连接处；周边缝的最大错动剪切变形、最大张拉变形及最大沉降剪切变形均未超过30 mm.
【总页数】5页(P27-30,59)
【作者】朱敏;邓华锋;许晓亮
【作者单位】三峡大学土木与建筑学院,湖北宜昌443002;三峡大学土木与建筑学院,湖北宜昌443002;三峡大学土木与建筑学院,湖北宜昌443002
【正文语种】中文
【中图分类】TV641.4
【相关文献】
1.基于ADINA的面板堆石坝三维子模型法研究 [J], 许晓亮;王乐华;邓华锋;朱敏
2.高面板堆石坝应力变形分析的三维子模型法研究 [J], 汪明元;程展林;林绍忠;陈
琴
3.基于邓肯E-B模型的面板堆石坝应力变形分析——以毛家河水库面板堆石坝为例 [J], 余华
4.高面板堆石坝应力变形的三维子模型法研究 [J], 汪明元;程展林;林绍忠
5.基于子模型法的混凝土面板堆石坝应力变形数值分析 [J], 孙超伟;柴军瑞;韩鹏辉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水利工程中面板堆石坝的关键技术
148YAN JIUJIAN SHE中车速需要控制，保证低速平稳碾压。
四、坝体分区填筑、碾压施工方法1.坝体分区填筑顺序坝体的填筑工作需要进行分区填筑，即把面板堆石坝的填筑工作进行分区，通过石灰线标注，每一个的分区都进行坝体填筑施工、测量控制、坝料摊铺、洒水和压实这五个步骤。
每个分区的填筑工作都需要按照一定的顺序进行填筑，基于“先粗后细”的原则，先填筑粗骨料后填筑细骨料。
并且需要做好粗骨料的清理工作，减少细骨料的填筑量，减少工程成本和保证工程质量。
上下游的主次堆石区料采用进占法铺料，用牵引式振动碾碾压，接缝处采用骑缝碾压。
2.分区填筑作业施工方法（1）主、次堆石区填筑主、次堆石区填筑主要运用进占法进行填筑，主、次堆石料的卸料工作不需人工卸料都是运用卸料汽车进行卸料，并且每个堆石料之间还需要保持一定的距离。
然后采用推土机的平仓让粗径石料得以自由滚落到下层，而细石料可以留在上层，这样可以保证其的密实度，空隙得到充分的填充，减少细石料的用量，便于碾压，对于一些粒径很大的砾石需要在料场就对其进行解小。
碾压的过程中需要控制车速和碾压次数，车速过快或不匀都会导致碾压不充分。
碾压的次数则需要严格按照标准执行，最好在前期就做好试验工作，减少后期问题的发生，制定合理的施工碾压方案。
碾压过程中还需要对其进行分区、分段碾压。
减少多度碾压和漏压的现象产生。
在岸坡边缘靠山坡处，大块石易集中，故岸坡周边选用石料粒径较小且级配良好的过渡料填筑，同时周边部位先于同层堆石料铺筑。
（2）过渡层料填筑过渡层料和垫层料的填筑都是采用人工填筑后退法的方式进行填筑。
过渡层的最大粒径不能大于30cm，如果过渡层出现了大于30cm 粒径的块石或者大粒径砾石的话就需要在料场就对其进行解小。
过渡层料填筑前需要把一些分离开来，独立的、零散的一些块石进行清理出来，以便后面的碾压工作。
过渡层料的填筑采用后退法进行分区、分段填筑，可以用两边向中间填筑。
卸料汽车把过渡层料卸载到人工作业面，然后采用人工填筑的方式。
水布垭面板堆石坝变形性态分析
中图分 类 号 ： Ｖ ９ ． Ｔ ６８ １
文 献标 识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ： ６ １ １ ９ （０ ０ ０ — ０ ０ ０ １７ —０ ２ ２ １ ）２ ０４ —５
１ 工 程概 况
水 布垭 水 利枢 纽 位 于清 江 中游 河 段 巴东 县 境 内， 以发 电防洪 为主 ， 并兼顾 其它效 益 。 水库 最 高洪
建 筑物 为 混 凝 土 面板 堆 石 坝 ，坝 长 ６ ０ Ｉ，坝 高 ６ Ｉ Ｔ ２ ３ｍ， 已建 成 的最 高 混 凝 土面板 堆石 坝 。坝体 ３ 是 填 筑 共 分 六 期 施 工 ，０ ３年 ２ ５月 进 行 一 期 填 ２０ ～
筑 ，坝 面上 游 面 达 到 ２ ０ｉ，中 问和 下游 区达 到 ０ ｎ
水布垭 面板堆 石坝变形性态分析
张 岩 ， 燕 乔
Байду номын сангаас
（ 三峡 大 学水利 与 环境 学 院 ， 北 宜 昌 ４ ３ ０ ） 湖 ４ ０ ２
摘 要： 利用 原 型 观测 资 料对 水 布 垭 面板 堆 石坝 的工 作性 态 进 行 统计 分 析 ， 析成 果 表 明水 布垭 面 板 堆 石 坝 的沉 降 和 分
游 区达 到 ２ ８ｉ，中 间 达 到 ２ ０ｉ ，下 游 区达 到 ８ ｎ ５ ｎ
图 １水 布 垭面 板 堆石 坝 分期 填 筑 图
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高面板堆石坝变形控制的若干问题
高面板堆石坝变形控制的若干问题
高莲士;宋文晶;汪召华
【期刊名称】《水利学报》
【年(卷),期】2002(000)005
【摘要】目前面板堆石坝的高度已从100m级发展到200m级,由于分期施工,高面板堆石坝的坝体变形性状更加复杂.本文以250m典型高面板坝为例,采用清华非线性K-G模型,分析了高面板坝的一些特殊变形问题,提出:优化施工临时剖面,以防止坝体在施工期出现过大的差异变形而产生裂缝;分期面板的浇筑高程要与堆石体的顶部保持一定的高差,以防止面板与支承堆石体间出现脱空;对高坝、特别是峡谷地区的高面板坝,要注意减少面板的法向变形,以控制坝肩附近周边缝和垂直缝的三向变形.
【总页数】6页(P3-8)
【作者】高莲士;宋文晶;汪召华
【作者单位】清华大学,水利水电工程系,北京,100084;清华大学,水利水电工程系,北京,100084;清华大学,水利水电工程系,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】TV641.1
【相关文献】
1.巴贡水电站200 m级超高面板堆石坝变形控制 [J], 侯晓暾;刘经彪
2.水布垭高面板堆石坝变形控制 [J], 杨启贵;熊泽斌;李金凤
3.水布垭高面板堆石坝设计与变形控制 [J], 杨启贵;熊泽斌
4.高寒狭窄河谷高面板堆石坝变形控制 [J], 刘万新;付平
5.高面板堆石坝变形控制的方法探讨 [J], 赵敬
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面板堆石坝并行计算方法研究的开题报告
面板堆石坝并行计算方法研究的开题报告一、选题背景和研究意义随着计算机技术和数值模拟技术的发展，数值模拟在水利水电工程设计和安全评估中得到了广泛应用。
在水利工程中，石坝堆砌结构的稳定性分析及设计是一个复杂的问题。
为了更好地模拟石坝变形和稳定性，在模拟中引入大量细节和复杂性，需要处理大量的计算工作，因此并行计算技术可以提高计算效率，加快模拟结果的获得。
面板堆石坝是一种新型的石坝结构，相比传统石坝结构，具有更优异的力学性能和较高的稳定性，因此越来越多的工程采用了这种结构。
然而，面板堆石坝的计算量较大，需要高效的并行计算方法。
因此，本研究旨在探讨面板堆石坝的并行计算方法，提高计算效率和优化计算性能，为工程设计和安全评估提供更可靠的数据支持。
二、研究内容和步骤1. 分析面板堆石坝力学性质和结构特点。
2. 研究面板堆石坝的数值模拟方法，包括材料参数的确定、边界条件的处理以及数值计算方法等。
3. 探讨分布式内存并行计算技术，使用MPI编程实现面板堆石坝数值模拟并行计算，建立面板堆石坝的并行数值模型。
4. 针对面板堆石坝模拟中的瓶颈问题，进行性能优化。
5. 通过实验验证模型的正确性和并行计算效果。
6. 最终展示并讨论结果，总结并行计算技术在水利工程数值模拟中的应用前景和优点。
三、预期研究结果1. 建立面板堆石坝的数值模型，在计算效率和结果准确度上优于传统数值模拟方法。
2. 实现面板堆石坝的分布式内存并行计算，提高计算效率。
3. 解决面板堆石坝模拟中的瓶颈问题，优化模拟性能。
4. 验证模型的正确性，并论证并行计算技术在水利工程数值模拟中的应用前景和优点。
四、研究计划1. 第一年：研究面板堆石坝的力学性质和结构特点，并探讨数值模拟方法，建立面板堆石坝的数值模型。
2. 第二年：探讨并行计算技术，实现面板堆石坝的分布式内存并行计算，提高计算效率。
3. 第三年：解决模拟中的瓶颈问题，优化模拟性能，并进行实验验证模型的正确性，论证并行计算技术在水利工程数值模拟中的应用前景和优点。
面板堆石坝流变分析与预沉降时间措施
《土石坝技术：2012年论文集》面板堆石坝流变分析与预沉降时间措施王富强1，张建民2，杨泽艳1（1、 中国水电工程顾问集团公司，2、清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室）摘要：堆石体变形控制是保证面板堆石坝防渗体系安全的重要措施，变形控制的重点在于控制面板浇筑后的堆石体变形，预沉降是重要工程措施之一。
从应力和变形角度，预沉降时间越长对面板堆石坝的安全性越有利，然而延长预沉降时间会导致施工期拉长和工程投资的相应增加。
本文针对积石峡面板堆石坝进行了三维流变变形计算，分析了堆石体流变变形对大坝应力变形的影响；研究了不同预沉降时间大坝应力变形响应；并基于计算结果对预沉降时间的选择进行了探讨。
关键词：混凝土面板堆石坝，流变分析，预沉降，全过程模拟堆石体变形控制是保证面板堆石坝防渗体系安全的重要措施，变形控制的重点在于控制面板浇筑后的堆石体变形，预沉降是重要工程措施之一。
2000年以后建设的面板堆石坝工程，都很注意在浇筑面板前留有足够的预沉降时间。
例如，洪家渡工程首次提出了坝体预沉降控制的双标准：预沉降时间（3~6个月）、预沉降速率（月沉降变形增量不超过2~5mm）[1]。
此外，贵州董箐面板堆石坝（坝高150m，坝体大部分材料为砂泥岩）和冰岛的的卡拉努卡尔坝（坝高185m）也采用了预沉降措施或者理念，目前两座大坝运行状态良好。
根据成因，面板堆石坝堆石体的变形可以分为：堆载变形、湿化变形和流变变形三种。
流变变形是长时间运行期坝体堆石料流变产生的变形，堆石料的流变变形会增加坝体运行期的总体沉降，从而使大坝防渗结构如面板或防渗墙的应力和变形发生变化，进而影响到大坝运行期的安全性。
一般情况下，面板堆石坝坝体堆石料填筑完成后会待变形稳定一段时间，即预沉降时间，然后再进行面板的施工。
选择预沉降时间的关键是堆石体流变特性分析。
预沉降时间越长，面板施工完成后的坝体流变变形就会越小，对面板应力和变形的影响也就越小，从应力和变形的角度来说大坝也就越安全；但预沉降时间越长会导致施工期拉长和工程投资的相应增加。
胶凝面板堆石坝工作性态研究
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摘
要： 胶 凝堆石坝 的分析计算 目前 多采用线弹性或普通堆石料本构模型 来近似 处理 ， 不能很好地反 映该 坝型的真 实位
移和应 力分布特征 。根据 已提 出的胶 凝堆石料本构关 系， 对该坝型进行蓄水期 工作性 态分析 ， 对 ７种坝坡 的坝体 断面进
行有 限元数值模拟 和整体 稳定性分析 ， 研 究断面变化对该坝型位移、 应力分布特征 以及 大坝整体稳定性 的影响 。计 算结 果表 明， 该坝型有 良好 的安全稳 定性 ， 但 随着坝坡 的增 大， 该坝型在经济性提 高的同时， 安全性 降低 。 关 键 词： 胶凝 面板堆石 坝；胶凝 堆石 料 ；本构模型 ；有限元 ；工作性 态
第３ ６卷 第 ２期 ２ ０ １ ４年 ２月
人
民
黄
河
Ｖｏ １ ． ３ ６． Ｎｏ． ２ Ｆ ｅ ｂ．。 ２ ０１ ４
ＹＥＬＬ０Ｗ ＲＩ ＶＥＲ
【 水 利 水 电工 程 】
胶 凝 面板 堆 石坝 工 作 性 态 研 究
黄 成 ， 明 宇 ， 戴 大刚 ， 武 颖 利
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板岩横观各向同性力学特性与本构模型研究
板岩横观各向同性力学特性与本构模型研究自然界中具有片理状的变质岩和层理状的沉积岩等岩石在垂直于层理面方向和平行于层理面方向的物理、力学性质表现出明显的差异性,称为岩石的横观各向同性。
层状岩石具有横观各向同性性质,我国层状岩石分布广泛,在公路、铁路和矿山等岩石工程中经常遇到。
岩石的横观各向同性对岩石工程的稳定性等有着重要影响,研究岩石的横观各向同性对岩石工程的设计、施工、变形和稳定性的预测都有十分重要的意义。
本文通过试验研究炭质板岩的横观各向同性弹性、塑性和蠕变性质,并提出相应的本构模型。
在弹塑性方面,开展水平层理试样和竖直层理试样的常规三轴压缩试验,建立了横观各向同性岩石弹塑性本构模型,提出了弹塑性模型参数的求解方法,并对弹塑性模型的参数进行了求解。
以炭质板岩为例,验证了所提出的横观各向同性岩石弹塑性本构模型和参数求解方法。
分析了横观各向同性岩石的强度特征与破坏机理。
在蠕变方面,通过开展水平层理试样和竖直层理试样的三轴压缩蠕变试验,研究不同层理的炭质板岩在不同加载路径下的蠕变特性,分析了蠕变流动方向。
采用基于不可恢复应变的内变量蠕变方程,建立了横观各向同性岩石蠕变本构模型,提出了模型参数求解方法并求解了模型参数。
以炭质板岩为例,验证了所提出的横观各向同性岩石蠕变本构模型和参数求解方法。
本文研究成果将为丰富岩石力学基本理论和解决相关工程问题提供理论基础。
开展横观各向同性岩石弹塑性本构模型数值化研究,推导了横观各向同性岩石弹塑性本构模型的总刚矩阵。
在Fortran编译环境下,采用ABAQUS中用户材料子程序UMAT对横观各向同性岩石弹塑性本构模型进行二次开发,将编写的UMAT子程序嵌入ABAQUS运行,模拟水平层理圆柱试样的常规三轴压缩试验,验证了本文所提横观各向同性弹塑性本构模型和编写程序的正确性。
将本文所提模型应用于不同层理面隧道开挖研究,分析了层理面倾角对隧道变形的影响,与Hill模型计算结果进行对比,本文所提模型能更好的适用于横观各向同性岩土材料。
考虑后期变形影响的高面板堆石坝工作性态
考虑后期变形影响的高面板堆石坝工作性态王永明;董育烦;朱晟【摘要】由于面板堆石坝工作条件复杂,受到尾水位升降等干湿循环的影响会产生湿化变形;又由于堆石料处在高坝高应力状态下,会导致由颗粒破碎引起随时间变化的流变变形.认为高坝有限元计算必须考虑这两者引起的后期变形的影响.对某超高混凝土面板堆石坝进行了考虑后期变形与不考后期变形的对比计算,结果表明后期变形较大程度上改变了大坝的变形和应力,对面板变形和应力影响甚大.【期刊名称】《水利水电科技进展》【年(卷),期】2010(030)003【总页数】5页(P24-27,36)【关键词】面板堆石坝;湿化;流变;后期变形【作者】王永明;董育烦;朱晟【作者单位】河海大学水利水电学院,江苏,南京,210098;中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,浙江,杭州,310014;河海大学水利水电学院,江苏,南京,210098【正文语种】中文【中图分类】TV641.4近年来,随着超重型振动辗压设备和混凝土面板滑模浇筑技术的研制成功,堆石体因变形过大而导致的面板开裂问题得到改善。
高面板堆石坝具有明显的经济性、安全性,因而成为坝工界的首选坝型,发展迅猛,已建成天生桥一级、Campos-Novos、洪家渡、水布垭等一大批200m级的高坝。
对面板堆石坝的数值模拟已由原来的二维线弹性模型进入到三维弹塑性模型分析,对有限元的运用已进入日臻精细的程度,但仍存在不少问题。
已建成坝的资料表明,数值计算与原型监测资料相去甚远,这主要有2个方面的原因:①现阶段有限元计算所采用的本构模型参数仍然基于室内三轴试验,而室内三轴试验试样是原型级配料的缩尺,级配的变化导致参数具有不可预测的影响,缩尺效应尚未完全解决。
②后期变形的影响,后期变形主要包括堆石的湿化和流变变形。
由于堆石料在填筑过程中受到降雨的淋滤,水库在建成以后的初次蓄水、地下水位的上升、库水位的反复升降、面板止水的失效等原因都会使坝料颗粒浸水发生软化,棱角破碎,产生相互滑移,从而导致体积缩小。
胶凝面板堆石坝优化设计
胶凝面板堆石坝优化设计
蔡新;施金;郭兴文;武颖利
【期刊名称】《水利水电科技进展》
【年(卷),期】2008(028)001
【摘要】采用非线性数学规划法对胶凝面板堆石坝进行断面优化设计,建立了以大坝的关键几何尺寸为设计变量,以造价为目标函数,以坝体稳定、应力、应力水平及几何尺寸为约束条件的优化设计数学模型,并采用罚函数法求解此优化模型.与原设计方案比较,优化设计方案的堆石方量少、造价低.与普通面板堆石坝相比,胶凝面板堆石坝的优化方案坝坡可以更陡,堆石方量更少、造价更低,且满足应力、稳定的约束条件,得到的断面安全可靠、经济合理.
【总页数】4页(P43-45,65)
【作者】蔡新;施金;郭兴文;武颖利
【作者单位】河海大学水利水电工程学院,江苏,南京,210098;南京水利科学研究院材料结构研究所,江苏,南京,210029;河海大学土木工程学院,江苏,南京,210098;河海大学水利水电工程学院,江苏,南京,210098
【正文语种】中文
【中图分类】TV642
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1.混凝土面板堆石坝面板混凝土配合比优化设计 [J], 宫经伟;李双喜;葛毅雄;何建新;凤家骥
2.胶凝面板堆石坝工作性态研究 [J], 黄成;明宇;戴大刚;武颖利
3.300m级浇筑式沥青混凝土面板胶凝堆石坝设计研究 [J], 颉建军
4.胶凝砂砾石在吉勒布拉克面板堆石坝工程的应用 [J], 何无产;徐超;李阳春;
5.胶凝面板堆石坝离心模型试验研究 [J], 蔡新;武颖利;李国英
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基于横观各向同性的面板堆石坝性态分析面板堆石坝得益于其众多优点,近年来被广泛应用,针对面板堆石坝的探讨研究推动了设计和施工技术的进步,也因此出现了越来越多的高堆石坝、超高堆石坝。
有限单元法能够在一定程度上反映大坝的应力和变形规律,但由于堆石土体的复杂特性,计算结果往往和实际监测结果有差距,且计算时采用的材料参数多来源于室内三轴试验,存在缩尺效应。
堆石坝经过机械碾压施工作业后,可近似地将其视为横观各向同性体,而目前常用的非线性弹性模型将土体视为各向同性体。
改进本构模型来正确模拟横观各向同性,并且通过实测资料反演材料参数及反应横观各向同性的异性系数,不仅能使坝体变形计算值与实测值更加吻合,而且可以更准确地预测大坝运行情况,对工程实践和设计有十分重要的意义。
本文根据横观各向同性的基本理论,由土体的柔度矩阵为着手点分析横观各向同性弹性体的刚度矩阵的推导,在邓肯E-B模型的基础上,利用ANSYS二次开发UPFs工具,开发横观各向同性模型,根据微分进化算法,由位移反分析得到修正
的材料参数,通过利用横观各向同性模型和E-B模型分别对滩坑面板堆石坝进行有限元计算分析,对比不同本构模型的计算结果,并且实测资料进行比较来验证横观各向同性模型的合理性和有效性。
本文的主要研究内容有:1.从土体柔度矩阵的角度进行分析,推导横观各向同性的本构方程,利用ANSYS二次开发的UPFs 工具,开发横观各向同性模型子程序;2.结合三维有限元法和智能优化方法,采用横观各向同性的本构模型来模拟大坝堆石散粒体本构关系,整理滩坑面板堆石坝变形监测布点与资料,以现场实测变形和有限元计算变形的最小二乘法构成适应度函数,在此基础上建立滩坑混凝土面板堆石坝的材料力学参数反演数学模型;3.
介绍微分进化算法位移反分析,根据滩坑面板堆石坝的各个测点观测资料,用此方法反馈确定滩坑混凝土面板堆石坝的异性系数和有关的材料力学参数;4.用反演的异性系数和材料力学参数对不同设计工况下的滩坑混凝土面板堆石坝进行三维有限元计算分析,比较横观各向同性本构模型和邓肯E-B模型下面板堆石坝的应力变形规律,得出横观各向同性模型在坝体变位计算结果更接近实测资料、面板应力及变形有所减小但拉应力仍然偏大、面板周边缝张开及剪切接近实测资料的结论。