水工大坝

 

  • 一、 土坝施工、快速降水及抗震分析

        当土体的坡度小于一定值时,土坝的结构取决于土体保持稳定的能力。但是在一定的载荷情况下,土体的稳定性要做折衷处理,在设计过程中要考虑到这些载荷情况。

    1. 施工模拟

        分析过程:在第一阶段,去掉大坝各单元,将岩石层在地压或重力作用下的变形进行建模。在每个阶段加入新的填筑层。为了简化分析,假设每层在重力作用下的变形较小,下一层可以按未变形的形状加入到分析中。在填筑每一层时可以进行瞬时固结分析。 


    2. 蓄水模拟

        所有三层构筑完成后,水坝分三个阶段蓄水:第一阶段,蓄水深度为地水准平面以上 21 m;第二阶段,蓄水深度为地水准平面以上 40m;第三阶段,蓄水深度为地水准平面以上 50m;每一阶段需要 30 天 ;蓄水结束后的稳态过程

    3. 快速降水模拟

        分析水库中的水在7小时内全部放干,土坝的应力、孔压等的变化情况。

    4. 抗震模拟

      相对于典型的孔隙水的渗透来说,地震发生在非常短暂的时间内。所以,在地震期间小孔压力的再分布可以忽略掉。

       因为地震的载荷是动态的,所以应该考虑全部的惯性力,包括土坝内孔隙中流体和水库中水的影响。在本分析中,要考虑大坝内孔隙中水的惯性力,但水库中水的惯性力在分析中不予考虑。对于大坝内孔隙中的流体,只有低于侵润线以下的流体包括在惯性力内。包括这些惯性力,这里计算位于土体内节点上的用户定义单元的点网格,还包括动态分析中的单元的影响。

    二、 柯依纳(Koyna)重力坝抗震分析

        坝基尺寸长为103m,宽71m,当地发生地震时,水库的水位为91.75m。采用Abaqus对该坝在实测的地震加速度作用下的结构响应分析,采用混凝土损伤塑性材料模型,分析结构的稳定性和任意载荷作用下结构的破坏情况。

    混凝土坝地震响应损伤分析                水平方向峰值响应

    三、 水坝的稳态渗流和应力分析

        该问题中讨论的是位于岩石基础上的混凝土大坝,坝高30m,取岩体基础深30m,在30m的深处为不透水边界。

    四、水电大坝沉降分析

        在水利水电行业,自然基础条件下混凝土大坝的基础沉降分析是一类非常关键的问题。