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受汶川地震影响,四川等地泥石流治理更为迫切。泥石流的暴发具有突发性,在防治工程中,相比实体坝而言,格栅坝是一种节省材料、稳定性更高的拦挡结构,使用范围越来越广,但是目前尚无成熟的格栅坝设计方法。本文参考梳齿坝的已有理论确定了支墩间距的计算方法,并结合已有实验资料提出了格栅坝格栅间距的计算公式,改变了以往不同坝体乃至同一坝内各横梁间距一致的计算方法。另外,因支墩间隔相对较小,以简支模式计算石块对横梁冲击力并不合适,本文基于固定梁模式重新推导了计算公式,其计算结果与简支梁模式比较,数值大了3倍。最后考虑坝体建成后的不同情况,提出了支墩、横梁及两侧翼墙的详细计算工况,并基于以上设计理论,对烂泥沟泥石流治理工程的部分格栅坝进行了具体设计。 相似文献
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土石坝振动台模型试验是认识坝体地震破坏过程和检验抗震措施效果的重要手段之一。针对2种坝体材料,利用小型振动台,开展了一系列不同加载工况、不同加筋方式的土石坝小型振动台模型试验。试验结果表明：①2种坝体材料的初始破坏都首先从坝顶开始,表明坝顶是抗震的关键部位,与已有研究成果基本一致;②相同加载条件下,级配较差的碎石料模型坝的抗震性能优于砂砾石料,表明相对于级配,堆石料自身的性质对土石坝抗震性能的影响更大;③由细铁丝网和纱布组成并在坝坡采取包裹处理的复合加筋的抗震措施,抗震效果优于平铺纱布、平铺纱布且在坝坡包裹处理、平铺细铁丝网等的抗震措施。研究成果可供进一步开展土石坝大型振动台模型试验的材料选择、抗震措施设计等参考。 相似文献
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汶川地震后我国西部山区大量崩滑体堵塞泥石流沟道,形成堰塞坝,暴雨条件下极易溃决形成溃决洪水,剧烈冲刷侵蚀下游松散堆积体,形成或加剧泥石流灾害规模,对下游拦挡工程的破坏性极强。通过室内水槽试验,监测堆积体内和拦挡坝后相关土水、动力参数响应规律,分析松散堆积体冲刷侵蚀启动力学机制及其与拦挡坝相互作用机理,并推导出考虑孔隙水压力的泥石流冲击力计算公式。结果表明：(1)冲刷启动过程中堆积体以溯源侵蚀、侧蚀为主,体积含水率和孔隙水压力先增后减,基质吸力呈波动减小。(2)在泥石流冲击拦挡坝过程中,坝后出现两次冲击峰值,第一次拦挡坝泄水通畅,振动加速度为1.29 m/s2;第二次排水受阻,振动加速度为1.22 m/s2,同时泥位达到峰值95 mm。(3)泥石流对拦挡坝的整体冲击力由动、静两部分组成,静冲击力与坝后孔隙水压力呈正比,而动冲击力与流速的平方呈正比。研究成果可为震后泥石流沟道松散堆积体冲刷启动机理研究与防治工程优化提供理论与技术支持。 相似文献
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带弹簧支撑的新型泥石流拦挡坝抗冲击性能研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为了解决普通重力式泥石流拦挡坝在大规模泥石流发生时容易被大块石损毁的问题,提出带弹簧支撑的新型泥石流拦挡坝,并采用钢球代替泥石流中的大块石,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对这种新型坝体进行泥石流大块石的冲击模拟,从坝体的变形、支反力、Von Mises应力、加速度和应变率5个方面与普通重力式拦挡坝进行对比分析。结果表明：与普通泥石流拦挡坝相比,带弹簧支撑的新型泥石流拦挡坝的支反力可减小3/4左右,钢球的冲击加速度可降到1/3.87,坝体的响应加速度可降到1/2.61,说明带弹簧支撑的新型泥石流拦挡坝具有非常好的抗冲击性能。 相似文献
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提出了Fe/Zn双金属抗震减灾复合材料的设计构想和复合理论基础。为验证Fe/Zn双金属复合材料具有抗震减灾作用,利用有限元软件ANSYS对材料的性能作数值仿真,分析了Fe/Zn复合材料试件在地震荷载下的动力特性。复合材料中,Fe保证构件刚度、恢复力及不发生过大变形;Zn的塑性变形改变材料的自振周期,同时吸收地震能量。 相似文献
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为了从能量角度研究重力坝地震响应的时频特征,在重力坝非线性动力分析基础上,探讨了重力坝地震过程中振动能量的时域耗散机制;采用小波频域多层次分解技术研究了其动响应的分频段能量特征,得到了坝体典型位置动响应分频段振动能量随高程的变化规律.通过分析发现:结构地震能量耗散为时域上不可逆的增加,坝体损伤集中出现在地震过程的某个时间段,地震动峰值后坝体损伤状态基本稳定;小波分解可以较全面地描述结构动响应能量的分频段特征.对于本文算例,在坝踵和上游折坡附近,重力坝地震响应的振动能量以4～8 Hz频段为主,这与输入的地震信号分频段特征一致;而坝顶附近则以1 ～4 Hz的振动能量为主,高频能量分量的比重随高程增大而逐渐减小. 相似文献
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对一维剪切条计算模型进行改进,提出了土石坝非线性地震反应的简化计算方法。首先将坝体沿坝高离散为一系列的具有不同剪切刚度与阻尼比等参数特性的层状体系,建立了各层的振动控制方程及其边值条件,进而采用数学物理方程方法进行了求解,确定了体系的振动特性,并根据振型叠加原理和Duhamel积分确定了坝体地震反应的线弹性解。采用等价线性化方法考虑坝料的动力非线性性质,通过对线弹性地震响应的反复迭代计算,使得各层土的模量和阻尼比与其相应的剪应变水平相协调,确定出与非线性坝体系统相等效的线性解答,并将所得到的地震响应作为非线性地震响应的近似解。最后,以均质坝和心墙坝作为算例进行了具体的数值计算,将所得结果与有限元数值解进行对比分析,论证了所提方法的适用性和合理性。 相似文献
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考虑流固耦合效应的辽宁葠窝水库溢流坝段抗震性能分析 总被引：1，自引：0，他引：1
针对辽宁葠窝水库混凝土重力坝抗震问题,采用耦合的拉格朗日-欧拉有限元分析技术,建立了可考虑库水-坝体-基岩动力耦合效应的典型溢流坝段抗震分析数值模型。模型中,采用等效一致粘弹性边界模拟基岩的人工截断边界;采用混凝土弥散裂缝本构模型模拟混凝土的动力特性。根据烈度与地震动之间的关系,确定了水库坝体抗震设计的输入加速度峰值。据此,分析了在不同季节水位变化条件下坝体地震反应的基本特性。研究表明：完好的辽宁葠窝水库混凝土重力坝溢流坝段能满足8度的抗震设防烈度要求。地震下溢流坝段峰值位移出现在胖坝和瘦坝的坝顶迎水面位置处,胖坝的动位移较瘦坝动位移大。胖坝在闸墩与溢流堰交接处出现了拉应力最大值。有库水条件下,瘦坝峰值拉应力出现在坝趾处,无库水条件下,瘦坝最大拉应力出现在溢流堰与闸墩交接处。 相似文献
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针对传统等效线性法对尾矿坝地震响应分析结果与实际情况存在一定的出入的问题,通过振动台模型试验和数值计算结果比对验证数值计算方法的可行性,运用考虑液化后尾矿砂流动特性的孔压上升模型,基于完全非线性动力分析方法,对尾矿坝地震响应进行分析计算,通过对坝顶位移和加速度的监测结果进行分析,得出坝顶的加速度放大系数以及坝顶位移最大值;并由坝体水平方向位移云图、竖直方向位移云图及位移矢量图,判断可能发生局部滑坡的位置;对坝体内液化情况进行判定,得到尾矿坝的地震响应规律,为尾矿坝抗震设计提供一定的理论参考. 相似文献
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本文探讨了筑坝堆石料的空间变异性对土石坝坝坡动力稳定性的影响。以新疆某在建高面板堆石坝为例,在蒙特卡洛法的框架下,采用基于局部平均细分法的随机有限元法模拟考虑筑坝堆石料空间变异性时土石坝的地震响应及坝坡滑移情况,通过对比随机有限元法和常规确定性有限元法的计算结果,提出:在地震动作用下,考虑筑坝材料空间变异性时,坝坡滑动体的数量、规模以及滑移量和滑动历时都有不同程度的增大,因而坝坡整体危险程度显著高于不考虑材料空间变异性的情况。坝坡各项动力安全性指标对筑坝材料空间变异性非常敏感;因而,考虑筑坝材料空间变异性时,各项安全性指标的离散性较大。 相似文献
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深厚库底回填料是影响面板堆石坝动力响应的重要因素之一。为深入研究深厚库底回填料对面板堆石坝动力响应的影响,基于某拟建抽水蓄能电站,采用三维动力有限元分析系统研究其上库面板坝的地震反应,主要包括坝体加速度、面板动力响应、接缝变位情况以及库底防渗土工膜的动应变等。计算结果表明:由于库底回填料的存在,坝体加速度放大效应被明显削弱;面板周边以受拉为主,中部大部分区域受压;垂直缝呈现出周边张开、中间闭合的趋势;土工膜的顺河向和坝轴向的动拉应变皆小于屈服应变,最大应变出现在库底材料分界处,为提高坝体渗透安全性,建议对主堆石区与连接板相接处的回填料进行适当范围换填的处理措施。研究成果可以为类似工程提供参考。 相似文献
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楔挡分流结构爆炸损伤特征数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
楔挡分流结构是一种新型的拦挡结构,在灾害防治中发挥着重要作用,对其在爆炸等特殊荷载作用下的损伤进行研究具有重要的意义。使用ANSYS／AUTODYN软件,首先采用光滑粒子流体动力学方法（smoothed particle hy-drodynamics,SPH）和混凝土的RHT（Riede-Hiermater-Thoma）本构,对前人试验模型进行了模拟计算。通过对试验和模拟结果的对比分析,验证了SPH算法和混凝土RHT本构在模拟混凝土介质中爆炸损伤的可行性。然后使用同样的算法和材料本构,建立全尺寸模型,对混凝土楔挡分流拦挡坝坝体内爆炸损伤及应力波传播进行了模拟计算。通过对计算结果的分析,研究了混凝土介质中爆炸成坑的机理,得到了楔挡分流结构在内部爆炸作用下的爆坑形态特征、药柱上下部混凝土损伤特点、破碎区范围。对坝体中冲击波传播及混凝土碎块抛射等问题进行了探索。 相似文献
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利用基于Biot的饱和多孔介质理论和砂土多重机构模型的动力分析有限元程序FLIP,对遭受M6.7地震的国外某深厚砂质覆盖层土坝进行有效应力动力分析,研究坝体和地基的动力反应特性及其超静孔隙水压力的分布规律。通过对坝体加速度和永久变形的计算结果与现场实测数据的比较分析,证明两者之间存在一定差异,但计算结果基本上反映坝体加速度与永久变形的实际分布特征,从而说明采用的数值计算方法和本构模型具有一定精度。根据计算结果可以得出:坝体无液化发生;坝底上游浅层地基可能会发生局部液化,但范围较小,可以不进行加固处理;坝趾附近浅层地基可能会发生较大范围的液化,因此须采取相应的抗液化加固措施。 相似文献
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2008年古田4．1、4．6级地震强震动观测记录 总被引：2，自引：0，他引：2
水口水电站重力坝强震反应台阵在古田ML4．1、ML4．6地震中获得了强震资料,通过对观测资料初步分析,得到以下认识：如果仅用基岩自由场顺河向振动的峰值加速度进行估算．该大坝遭受的地震强度达到Ⅵ度。这与通过现场灾害评估得出大坝位于V度区外的结论相悖：坝底和基岩自由场竖直向和顺河向振动情况一致,但幅度存在差异;对于坝体的峰值加速度,相比较于坝底,坝中部三方向均有不同程度的放大,坝顶三方向均有不同程度的缩小：从坝底至坝顶。峰值加速度出现滞后现象,但并不明显,说明坝体刚性较大。此次地震中坝体主要呈整体振动特性。 相似文献