高面板坝堆石流变特性及预沉降控制措施研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:zhang_yingliang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
混凝土面板堆石坝因其适应性、安全性和经济性良好而得到广泛应用。但由于近年建设的几座200 m级高面板堆石坝工程出现坝体变形比预测的偏大、面板出现挤压破损、坝体渗漏量较大等问题,业内一些专家对能否安全建成250m级或更高面板堆石坝表示担忧和质疑。而由于河流梯级水电开发及水资源合理配置的需要,未来我国西部还将建设一批调节性能好的高坝大库工程。因此,开展300m级面板堆石坝研究有重要的工程实际意义。面板堆石坝出现上述问题,其核心是坝体变形控制问题没有完全解决。面板堆石坝变形分瞬时变形和后期变形。前者是由坝体自重及水荷载作用产生的变形;后者是坝体竣工并蓄水后的流变变形。堆石的流变变形作为面板坝坝体变形的重要组成部分,是高面板坝坝体变形控制的重要研究对象。本文围绕高堆石坝流变,开展了以下几个方面的研究工作:(1)讨论了沈珠江三参数流变模型、李国英七参数流变模型及程展林九参数流变模型中流变量与时间的关系;分析了指数模型中时间相关参数与应力状态的关系。探讨了体积流变与剪切流变衰减系数的区别与室内试验结果的缩尺效应。(2)开发与完善计入施工期堆石流变变形的面板坝应力变形分析程序;结合目前世界最高的面板堆石坝—水布垭大坝(坝高223 m)的工程情况,对筑坝、蓄水及运行期的坝体变形进行了三维有限元模拟;在施工期计入堆石的流变变形后,坝体结构的位移量、垫层与面板的相对位移、面板的顺坡向和坝轴向挤压压应力及面板两边垂直缝的张开量和中间的压缩量都有所增加。堆石的流变变形加大了坝体的变形,恶化面板的受力变形性状,由于堆石坝施工周期较长,计入流变的静力有限元是必要的,计算结果更符合实际。(3)由于缩尺效应等原因,室内流变试验难以反映现场堆石坝的流变变形。因此通过原型资料反演得到堆石流变变形参数已经成为趋势。依据堆石坝的变形观测资料,对堆石的瞬时与流变变形参数进行联合反演。联合反演可避免将流变变形与瞬时变形分离的技术难题。先通过堆石参数对坝体测点沉降的灵敏性分析优选待反演参数。对于测点沉降不敏感的变形参数,直接选用设计时的试验值。在参数的寻优过程中,分别采用了多种群遗传(MPGA)和多子群粒子群(MsPSO)两种智能优化算法,保证反演参数的可靠性。最后,采用反演所得的参数再次进行有限元计算,结果表明流变增量的计算值与实测值的误差明显减小,这说明了采用反演所得的流变参数更能反映坝体的真实流变变形情况。(4)基于耦合的堆石瞬时变形与流变变形,根据水布垭工程的实践经验,进行了水布垭面板堆石坝的施工期填筑和蓄水过程的有限元数值模拟,结果说明现有的预沉降控制措施是经验性的;进而通过对汛期来水及施工工期的优化处理,拟定了 300m级虚拟面板坝的施工过程,对300 m级面板坝分期浇筑过程中各期面板顶部出现的脱空现象进行有限元模拟。提出了适用于300 m级超高面板坝的预沉降控制措施。
其他文献
2020年,突如其来的新冠肺炎疫情改变了每个人的生活,同时也撬动了教育、教学的变革。疫情不仅改变了原有的教学模式,也带来了研究视角的转变,变"微观"为"宏观",从"孤立"走向"整合"。在这场淘沙取金的浪潮中,重估课堂评价的作用,不禁让人想到布鲁姆在《教育评价》中指出的问题:"是选拔,还是发展?"在当下聚焦核心素养、关注学生全面发展的背景中,
期刊
本文旨在以高功率调制脉冲磁控溅射(Modulated Pulsed Power Magnetron Sputtering, MPPMS)、等离子体基离子注入(Plasma-Based Ion Implantation, PBⅡ)和等离子体基低能离子注入(Plasma-Based Low-Energy Ion Implantation, PBLEⅡ)三种脉冲等离子体工艺为对象,建立模型并数值研究脉冲
比例边界元法(SBM)是90年代提出和发展起来的一种半解析数值方法。该方法在求解无限域或者有奇异性的问题方面较有限元法更有效率,只需在边界上进行离散而与边界元法相比又不需要基本解。目前,比例边界元法已经有了很大的发展与应用,但是还没有比例边界元法关于粘弹性问题的研究报导,而在工程中经常要涉及到材料的粘弹性力学分析。比例边界元法在形成刚度矩阵时需要求解一个特征值问题,会导致计算量较大;涉及时域的粘弹
有限元法是20世纪力学领域最重大的成就之一。在五十多年的发展历程中,有限元法形成了深厚的数学力学基础,众多研究者构造了大批的各类单元,发展了成熟的静力学和动力学分析方法和软件,在各个领域得到了广泛的应用。在有限元方法中发展起来的各种单元列式中,拟协调元的基本思想对很多单元的构造具有启发性,该方法以“积分弱化”的方式放松了单元间协调性要求。拟协调单元构造方式简单,单元刚度阵显式表达,研究和构造拟协调
便携式电子设备和汽车产业的高速发展使得对于高效可再生能源存储设备的需求日益增强。二氧化锰和聚苯胺(PANI)作为赝电容电极材料因具有极高的理论电容量,价格经济,环境友好等特点,获得了广泛的研究。然而,内阻较高和循环稳定性较差等缺点限制了其作为电极材料在电化学方面性能的提高。另外,粘合剂和导电剂的添加同样会对电极材料产生影响。为了解决这些问题,本文的研究致力于在三维传导支架石墨烯泡沫上沉积MnO2/
金属和合金材料中原子间相互作用从本质上决定了这些材料的物理性质。原子间相互作用的势函数是进行经典分子动力学(MD)模拟、蒙特卡洛(MC)模拟等模拟的必备条件。然而,大量的金属或合金,因缺乏适合的势函数,导致对其各类性质进行模拟和研究时受到极大的限制。因此,发展准确、可靠的原子间相互作用势一直是凝聚态物理领域一个非常重要的课题。二十世纪八十年代,Daw和Baskes提出了适用于金属和合金体系的嵌入原
随着我国民用基础设施和大型建筑物的新建或修缮,对建筑物的结构健康监测、检测、质量评估以及对于现役结构的安全性能监测等问题已经引起相关部门的高度关注。特别是在围绕我国高速铁路相关的基础设施建设领域,因为高铁路基桥墩的沉降是引起轨道不平整性的第一诱因,加上高速铁路上千公里的跨度,不同的地质条件会产生差异沉降,而对于这种广延性的结构,进行人工监测是相当困难的。因此实现高铁路基沉降自动化监测,对保证高速铁
双圆盘上的哈代空间H2(D)2)可以看成为多项式代数C[z,w]的一个模.其模作用为一般的函数乘法.在经典哈代空间H2(D)([C]的模)内,Beurling定理表明移位算子的每个不变子空间S都对应于一个内函数θ(z)使得S =θ(z)H2(D).可是Beurling定理无法直接推广到H2(D2),而且用函数论的方法刻画H2(D2)内的子模是几乎不可能的.因为这些子模的结构非常复杂,所以需要更为深
AZ系镁合金具有铸造成型性好、适用范围广、成本低廉等一系列优势,已经成为目前应用最为广泛的商用镁合金体系。但AZ系合金某些方面的性能,特别是力学性能与铝合金相比仍存在一定差距,某些特定场合下无法满足实际需求。因此,提升力学性能方面的研究对于AZ系合金的实际应用意义重大。本文以AZ系合金中综合性能优良的AZ80合金为研究对象,选择稀土 Nd、Gd作为合金化元素,围绕含稀土 AZ80合金中Al-RE相
空间环境工程在人类探索宇宙、利用和开发太空资源的过程中起着至关重要的作用。自从第一颗人造地球卫星发射成功以来,已经有数以万计的各类航天器被送入太空,承担着宇宙观测、信息传输、气象服务等形形色色的任务,极大地促进了人类社会文明的进步。低地轨道(LEO)航天器,如通讯卫星、空间站等,主要运行于距地球表面1000 km以内的近地空间环境,是各国利用和开发空间资源的重要载体。随着我国综合国力的提升,中国空