地震动强度分布特征对混凝土面板破坏影响机制研究

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作者 冯业林 王芳 +1 位作者 黄青富 李国英 《水电能源科学》 北大核心 2025年第3期123-127,共5页

目前,面板堆石坝动力分析中地震动输入极少考虑地震动强度特征对面板动力安全性态的影响。对于土石坝来说,地震动位移及地震引起的塑性永久变形会对大坝防渗体系应力变形产生重要影响,这两者均与地震动强度分布特征密切相关。以拟建240 ... 目前,面板堆石坝动力分析中地震动输入极少考虑地震动强度特征对面板动力安全性态的影响。对于土石坝来说,地震动位移及地震引起的塑性永久变形会对大坝防渗体系应力变形产生重要影响,这两者均与地震动强度分布特征密切相关。以拟建240 m高面板坝为例,研究了地震动强度分布特征对面板堆石坝坝体及面板动力响应的影响,分析了坝体塑性变形与面板动应力变化过程之间的联系。研究表明,不同地震动强度分布对面板拉、压应力极值发生时刻具有较大影响。因此,建议面板堆石坝抗震设计中除考虑频谱特性、峰值加速度、地震持时等因素外,还应根据地震场地条件提出合理的地震动强度分布特性,提升面板坝动力分析的可靠性。 展开更多

关键词 地震动强度 抗震分析 面板堆石坝 面板应力

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基于FLOW3D的V型河道滑坡涌浪首浪高度影响因素分析

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作者 王环玲 冯业林 +2 位作者 粟焕 赵富刚 马行生 《三峡大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1-6,19,共7页

滑坡涌浪是影响山区水库安全运行的主要威胁之一,研究V型河道滑坡涌浪的首浪特征和影响因素对库区灾害防治有重要意义.本文使用FLOW3D计算流体力学方法对V型河道滑坡涌浪灾害进行了系统研究.建立了V型河道滑坡涌浪计算模型,考虑滑坡体... 滑坡涌浪是影响山区水库安全运行的主要威胁之一,研究V型河道滑坡涌浪的首浪特征和影响因素对库区灾害防治有重要意义.本文使用FLOW3D计算流体力学方法对V型河道滑坡涌浪灾害进行了系统研究.建立了V型河道滑坡涌浪计算模型,考虑滑坡体体积、滑速、河道水深、岸坡倾角、滑床摩擦系数等因素,进行了35组不同工况下的滑坡涌浪数值模拟,获取滑坡入水产生涌浪的过程和首浪高度.将数值模拟结果与经验公式进行了对比,分析不同因素对首浪高度的影响程度.结果表明,河道水深、滑床摩擦系数与首浪高度呈负相关,滑坡体积、入水速度、岸坡倾角与首浪高度呈正相关.各因素对首浪高度的影响程度关系为:入水速度>滑坡体积>岸坡倾角>河道水深>滑床摩擦系数.本文研究为山区水库滑坡涌浪灾害防治提供参考. 展开更多

关键词 滑坡涌浪 首浪高度 敏感性分析 V型河道 FLOW3D

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基于多轴强度准则的混凝土面板应力安全评价方法研究 被引量：3

3

作者 王芳 李国英 +2 位作者 米占宽 冯业林 黄青富 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1378-1386,共9页

混凝土面板作为面板堆石坝的关键防渗结构,其应力变形安全对保障工程安全运行至关重要。目前工程中普遍采用混凝土单轴标准强度评价面板应力安全,该方法忽略了面板应力状态对其强度的影响,会对面板破坏范围作出不合理的判断,因此,提出... 混凝土面板作为面板堆石坝的关键防渗结构,其应力变形安全对保障工程安全运行至关重要。目前工程中普遍采用混凝土单轴标准强度评价面板应力安全,该方法忽略了面板应力状态对其强度的影响,会对面板破坏范围作出不合理的判断,因此,提出了基于多轴强度准则的混凝土面板应力安全评价方法,该方法通过确定混凝土强度调整系数及多轴强度应力水平指标评价面板应力安全。联合基于位移多点约束法的面板精细化计算方法及改进黏弹性方法全面考虑动位移和永久变形对面板动应力的影响,细致模拟地震过程中面板破坏发展过程。以强震区狭窄河谷上240 m级特高面板坝为例,对比分析了文中提出的多轴强度方法与当前单轴强度方法判断面板破坏范围的差异,结果表明:正常蓄水期,坝肩两侧面板位于“抗压强度削减区”、河床面板均位于“抗压强度增强区”,其中河床底部面板强度增加尤为明显,两种方法判断的面板受拉破坏区基本一致,但受压破坏区存在较大差异;遭遇地震情况下,多轴强度方法判断的面板受拉破坏区略小,而两种方法受压破坏区的位置和大小均存在显著差异。鉴于单轴强度方法无法考虑面板应力分布对其强度的影响,建议采用多轴强度准则指导特高面板坝混凝土面板设计和施工。 展开更多

关键词 面板堆石坝 强度准则 动力分析 安全评价 精细模拟

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糯扎渡心墙堆石坝防渗土料的设计、研究与实践 被引量：13

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作者 张宗亮 冯业林 +1 位作者 相彪 袁友仁 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1323-1327,共5页

糯扎渡水电站心墙堆石坝最大坝高261.5 m,心墙防渗料采用天然土料掺入人工级配碎石的掺砾土料。为解决超高心墙堆石坝防渗料的技术难题,在糯扎渡工程设计与实践中针对土料进行了料源勘察、土料特性试验、现场工艺试验、填筑压实质量控... 糯扎渡水电站心墙堆石坝最大坝高261.5 m,心墙防渗料采用天然土料掺入人工级配碎石的掺砾土料。为解决超高心墙堆石坝防渗料的技术难题,在糯扎渡工程设计与实践中针对土料进行了料源勘察、土料特性试验、现场工艺试验、填筑压实质量控制以及安全监测与反馈分析等方面的综合研究,简要介绍了以上几方面所取得的科研设计成果。 展开更多

关键词 堆石坝 防渗料 心墙 糯扎渡水电站

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基于大型物理模型试验的高位滑坡涌浪坝面爬高时空分布特征分析 被引量：2

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作者 张洋洋 冯业林 +4 位作者 陈世壮 易魁 黄青富 汪华晨 王环玲 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期15-20,共6页

对库坝区高位滑坡涌浪坝面爬高的时空分布特征研究是大坝工程设计和工程安全的重要课题.本文针对澜沧江GS水电站梅里石H_(3)滑坡开展了大型三维物理模型试验,探究了不同滑体方量和弗劳德数下涌浪坝面爬高时空分布特征.研究结果表明,坝... 对库坝区高位滑坡涌浪坝面爬高的时空分布特征研究是大坝工程设计和工程安全的重要课题.本文针对澜沧江GS水电站梅里石H_(3)滑坡开展了大型三维物理模型试验,探究了不同滑体方量和弗劳德数下涌浪坝面爬高时空分布特征.研究结果表明,坝面上各测点涌浪爬高的首波波形具有一致性,波动周期也基本相同,但在次波之后波形发生改变并出现较大差异.通过多元线性回归分析,对滑体方量、弗劳德数与滑坡涌浪坝面爬高之间的关系进行经验拟合.通过坝面涌浪爬高公式的逆推,确定了坝前首浪入射角度,并将计算结果与试验资料对比,进而确定了坝面首浪入射方向.滑坡涌浪的坝面爬高存在相异性的特点,位于首浪入射方向上的测点坝面爬高高于偏离首浪入射方向的测点坝面爬高,且首波入射角度越大,坝面爬高相异性越不明显. 展开更多

关键词 滑坡涌浪 物理模型试验 时空分布特征 坝面爬高相异性 首浪入射方向

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水库近坝高位滑坡滑带抗剪强度参数综合确定研究 被引量：2

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作者 陈光明 陈世壮 +3 位作者 迟福东 许晓逸 冯业林 徐卫亚 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期8-14,共7页

滑坡滑带的抗剪强度参数是进行滑坡稳定性评价和滑坡涌浪等灾害链研究必需的数据基础,科学合理确定滑带物理力学参数至关重要.本研究以澜沧江GS水电站MLS滑坡为依托,采用现场调查、大型原位剪切试验、室内重塑样剪切试验、室内原状样剪... 滑坡滑带的抗剪强度参数是进行滑坡稳定性评价和滑坡涌浪等灾害链研究必需的数据基础,科学合理确定滑带物理力学参数至关重要.本研究以澜沧江GS水电站MLS滑坡为依托,采用现场调查、大型原位剪切试验、室内重塑样剪切试验、室内原状样剪切试验、工程地质类比法及参数反分析法,综合确定滑带抗剪强度参数.采用数值模拟软件运用所得参数对滑坡进行变形破坏分析.数值计算结果与现场滑坡监测变形数据相吻合,验证了采用多方法综合选取滑带抗剪强度参数的准确性和合理性.研究成果可为MLS滑坡稳定评估和防治工程设计等提供技术支撑和参考借鉴依据. 展开更多

关键词 高坝大库 高位滑坡 滑带 抗剪强度参数 综合确定

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HD水电站库岸大型斜坡变形体成因机制及稳定性评价

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作者 罗军尧 程伟 +3 位作者 杨太强 蒋小龙 范雪枫 冯业林 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第19期7999-8008,共10页

近年来,受水库蓄水及降雨等因素影响,造成大量水电站库岸边坡变形加剧,一旦失稳极可能对电站的正常运行造成极大危害。选取距HD水电站坝址约6 km,方量约353×10^(4)m^(3)的库岸边坡变形体作为研究对象,通过综合采用野外地质精细调... 近年来,受水库蓄水及降雨等因素影响,造成大量水电站库岸边坡变形加剧,一旦失稳极可能对电站的正常运行造成极大危害。选取距HD水电站坝址约6 km,方量约353×10^(4)m^(3)的库岸边坡变形体作为研究对象,通过综合采用野外地质精细调查、室内试验、三维数值模拟和理论分析等方法对该变形体的稳定性及成因机制进行深入研究。结果表明:该岸坡变形体基岩以玄武岩、凝灰岩为主,覆盖层总体较薄,主要为碎石土,变形体的持续发育由多因素耦合作用引起;当暴雨或水库蓄水时,变形体有效应力减小,位移量增加,滑面剪应变增量增加且贯通性更好;三维数值模拟结果显示,在天然、暴雨、低蓄水位(1586 m)和高蓄水位(1691 m)工况下的最大变形量分别为33.9、56.2、79.5、88.6 cm;该变形体的发育过程可分为两个阶段,分别是天然情况下的稳定阶段和暴雨或水库蓄水后的加速变形阶段,暴雨和库水位上升是促进该变形体持续变形的主要原因。 展开更多

关键词 HD水电站 库岸变形体 数值模拟 稳定性 成因机制

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超高面板堆石坝面板挤压破坏机理及数值模拟方法研究 被引量：30

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作者 周墨臻 张丙印 +1 位作者 张宗亮 冯业林 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1426-1432,共7页

面板挤压破坏是影响超高面板堆石坝安全的核心问题。总结分析了国内外数座典型超高面板堆石坝工程中发生的面板挤压破坏现象及特征。论述了面板纵缝转动接触挤压效应的发生机制,认为由坝体变形所导致的面板转动挤压和位移挤压是导致面... 面板挤压破坏是影响超高面板堆石坝安全的核心问题。总结分析了国内外数座典型超高面板堆石坝工程中发生的面板挤压破坏现象及特征。论述了面板纵缝转动接触挤压效应的发生机制,认为由坝体变形所导致的面板转动挤压和位移挤压是导致面板发生挤压破坏的本质原因。基于非线性接触力学的方法,自主开发了可描述面板坝复杂多体接触特性的计算方法和三维有限元计算程序系统。使用局部子结构模型对面板纵缝的转动接触挤压效应进行了分析。计算结果表明,转动挤压和位移挤压均可在纵缝两侧面板表面部位引发严重的应力集中,可从量值上解释面板发生挤压破坏时面板中部挤压应变实测值和计算值仍远低于混凝土极限抗压应变的现象。 展开更多

关键词 超高面板堆石坝 混凝土面板 挤压破坏 转动接触挤压效应 非线性接触

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混凝土面板堆石坝面板太阳热辐射温度应力计算分析 被引量：6

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作者 张宗亮 张丙印 +2 位作者 周墨臻 尹文杰 冯业林 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1957-1966,I0003,I0004,共12页

采用基于对偶mortar元的计算接触力学方法,推导了可用于非协调网格的非稳定温度场求解格式,发展了考虑温度应力及非线性接触的热-力耦合计算方法,自主开发了相应的有限元数值模拟程序。对一理想高面板堆石坝进行了考虑夏季太阳辐射作用... 采用基于对偶mortar元的计算接触力学方法,推导了可用于非协调网格的非稳定温度场求解格式,发展了考虑温度应力及非线性接触的热-力耦合计算方法,自主开发了相应的有限元数值模拟程序。对一理想高面板堆石坝进行了考虑夏季太阳辐射作用的热力耦合精细化计算分析。计算结果表明,在夏季太阳热辐射作用下,水上面板的上表面可发生较大的温度升高,最大温度可达51.6℃,并造成面板坝轴向挤压应力显著增大,最大可达22.3 MPa。此时,面板最大挤压应力发生在河谷中部面板的顶部,且挤压应力的高值主要分布在面板上表面的薄层中。这些特点与实际工程发生面板挤压破损的现象相似,表明夏季太阳热辐射所致的面板温度应力,是使面板发生挤压破损的重要原因之一。 展开更多

关键词 堆石坝 面板挤压破损 太阳热辐射 对偶mortar有限元 温度应力

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GS水电站泄洪出口边坡工程地质特征及稳定性评价 被引量：5

10

作者 罗军尧 朱国金 +6 位作者 冯业林 陈光明 黄青富 程伟 王玉杰 杨旸 杨太强 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第S02期275-281,共7页

岩体倾倒变形失稳是我国西部大型水电工程建设面临的主要地质灾害问题之一。以古水水电站泄洪出口边坡为例,综合采用野外精细调查、平硐勘查、理论分析以及数值模拟相结合的方法对研究区工程地质特征及边坡稳定性等问题进行了深入研究... 岩体倾倒变形失稳是我国西部大型水电工程建设面临的主要地质灾害问题之一。以古水水电站泄洪出口边坡为例,综合采用野外精细调查、平硐勘查、理论分析以及数值模拟相结合的方法对研究区工程地质特征及边坡稳定性等问题进行了深入研究。结果表明,研究区地形陡峭,受澜沧江及支流木水河的双向下切作用影响,呈现出典型的双向临空地形地貌特征;受大型地质构造作用影响,出露岩体多呈碎裂、碎块状,破碎程度极高,风化及卸荷发育深度较大,并且还发育有多级结构面。研究区内岩体的倾倒变形最初是由澜沧江下切导致岩体卸荷拉裂及变形过程中的倾倒拉裂引起的,随后续木水河的下切及坡体变形的进一步加剧,浅层倾倒变形逐步向深层扩展,最终导致区内岩体演变为双向倾倒折断。稳定性分析结果表明,未开挖时,边坡处于基本稳定状态,但在开挖过程中,受开挖应力调整的影响,边坡可能会出现岩体倾倒变形的进一步的加剧甚至发生失稳破坏。根据边坡开挖加固方案,采用离散元模拟,论证了预应力锚索+抗剪洞支护方案的可行性。 展开更多

关键词 GS水电站 倾倒变形 双向卸荷 工程地质特征 稳定性分析

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基于规范标准设计反应谱的参数敏感性分析 被引量：3

11

作者 闫尚龙 冯业林 +1 位作者 相彪 孙成艳 《水电能源科学》 北大核心 2016年第12期97-100,120,共5页

抗震设计反应谱是土石坝动力计算分析的主要依据,其中反应谱参数的合理确定是工程抗震安全分析的重要环节之一。基于《水工建筑物抗震设计规范》设计反应谱,依托某心墙堆石坝,初步探讨了反应谱参数对坝体动力反应及地震永久变形的影响... 抗震设计反应谱是土石坝动力计算分析的主要依据,其中反应谱参数的合理确定是工程抗震安全分析的重要环节之一。基于《水工建筑物抗震设计规范》设计反应谱,依托某心墙堆石坝,初步探讨了反应谱参数对坝体动力反应及地震永久变形的影响。结果表明,增加地震动峰值加速度、增大动力放大系数最大值、延长反应谱特征周期均会使坝体的加速度反应和永久变形在一定程度上增大,由此对反应谱参数的选择提出了一些合理化建议。 展开更多

关键词 标准设计反应谱 反应谱参数 敏感性分析 规范

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面板堆石坝面板挤压破坏处理措施研究 被引量：1

12

作者 普洪嵩 雷红军 +2 位作者 冯业林 方超磊 朱秀燕 《人民黄河》 CAS 北大核心 2019年第S02期69-71,84,共4页

分析总结国内外已建面板堆石坝在坝体变形控制、渗流控制等方面的成果,研究了混凝土面板接缝处挤压破损处理措施。在面板接缝处有填缝材料的情况下,面板坝轴向的相向位移明显增大,可见填缝材料使接缝保留了一定的变形能力,吸收了大量的... 分析总结国内外已建面板堆石坝在坝体变形控制、渗流控制等方面的成果,研究了混凝土面板接缝处挤压破损处理措施。在面板接缝处有填缝材料的情况下,面板坝轴向的相向位移明显增大,可见填缝材料使接缝保留了一定的变形能力,吸收了大量的挤压位移。使用钢度越小的柔性填料在极限范围内可吸收更多的挤压位移,但随垫层料侧向位移和面板法向分布力的增大,接缝处挤压位移相对于刚度较大的填料来说增长较快。达到压缩变形极限后,接缝处坝轴向相向位移超过0.5倍初始缝宽,面板后续的挤压应力增长较快,而轴向变形逐渐变小。钢度较大的填料则不容易发生变形,随着垫层料侧向位移和面板法向分布力的增大,相对于柔性填料其不容易达到压缩极限而发生硬化。 展开更多

关键词 面板挤压破坏 子结构 有限元法 填缝材料 应力集中

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