PCCP断丝破坏规律Ⅱ:数值模拟研究

1

作者 窦铁生 董晓农 +3 位作者 牛文龙 李炎隆 宁靖华 黎康平 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期48-59,70,共13页

目前预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,PCCP)断丝的数值模拟要么整圈删除断丝,要么将断丝的预应力损失范围假设为固定值,无法依据砂浆损伤程度来判断断丝预应力损失范围是否扩展。本文通过抽象分析砂浆、预应力... 目前预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,PCCP)断丝的数值模拟要么整圈删除断丝,要么将断丝的预应力损失范围假设为固定值,无法依据砂浆损伤程度来判断断丝预应力损失范围是否扩展。本文通过抽象分析砂浆、预应力钢丝和管芯混凝土之间的两两相互作用机制,引入弹簧单元、内聚力模型和塑性损伤模型,提出了管芯混凝土预压应力施加、任意位置钢丝割断和断丝预应力损失范围扩展的全过程模拟方法,明确了调控断丝预应力损失范围的初始大小、扩展时机和扩展幅度的关键参数。基于原型试验建立了恒定内压下集中和离散断丝的数值模型,从内压加载到断丝破坏的全过程角度验证了新模拟方法的合理性,揭示了管芯的预应力损失和破坏规律,使实际工程中各种三维断点分布的模拟成为可能,可为更精准地预测和评估断丝PCCP结构性能提供新手段。 展开更多

关键词 PCCP 集中断丝 离散断丝 数值模拟方法 预应力损失 破坏

下载PDF 职称材料

新疆阜康抽水蓄能电站含泥夹层变形体稳定性分析

2

作者 黎康平 赵庆 +2 位作者 白兴平 张振国 侯回位 《西北水电》 2024年第2期44-51,共8页

新疆阜康抽水蓄能电站上水库0号变形体底部含泥夹层较为发育,严重威胁工程稳定运行。为了评价含泥夹层变形体稳定性,基于变形体有限元分析以及表面位移、测斜孔位移监测数据,研究变形体失稳破坏特征及位移时空变化规律。结果表明:变形... 新疆阜康抽水蓄能电站上水库0号变形体底部含泥夹层较为发育,严重威胁工程稳定运行。为了评价含泥夹层变形体稳定性,基于变形体有限元分析以及表面位移、测斜孔位移监测数据,研究变形体失稳破坏特征及位移时空变化规律。结果表明:变形体在天然情况下处于稳定状态,在压坡体的作用下,边坡整体安全系数由1.33提高至1.51,安全系数较天然状态下增加13.5%。压坡处理后变形体稳定性明显提高,但是含泥夹层的强度参数对变形体稳定性影响较大,含泥夹层强度参数降低40%,变形体整体安全系数低于1.0。变形体各表面变形测点累计水平位移最大8.56 mm,累计垂直位移最大10.03 mm;测斜孔上下游与左右岸最大平均位移不超过0.6 mm。变形体的变形主要表现为沿含泥夹层蠕滑变形,应在工程施工、水库蓄水及运行期间对变形体不同部位进行系统的变形监测工作。 展开更多

关键词 边坡稳定 变形监测 失稳模式 有限元分析 阜康抽水蓄能电站

下载PDF 职称材料

大跨度U形渡槽预应力钢绞线张拉顺序数值模拟及方案比选

3

作者 汪安南 雷艳 +1 位作者 黎康平 李同春 《西北水电》 2024年第3期67-73,共7页

为探究大跨度U形渡槽预应力钢绞线张拉过程中拆模时机对渡槽槽身结构受力状态的影响,以国内某大跨度U形预槽为例,考虑温度荷载,基于单弹簧联结单元法模拟预应力钢绞线与混凝土的相互作用,通过数值模拟方法研究预应力钢绞线张拉过程中的... 为探究大跨度U形渡槽预应力钢绞线张拉过程中拆模时机对渡槽槽身结构受力状态的影响,以国内某大跨度U形预槽为例,考虑温度荷载,基于单弹簧联结单元法模拟预应力钢绞线与混凝土的相互作用,通过数值模拟方法研究预应力钢绞线张拉过程中的拆模时机对渡槽槽身结构应力响应的影响,进而基于渡槽槽身的应力控制标准及预应力钢绞线张拉过程对渡槽预制台座的占用时间,提出了最优的预应力钢绞线张拉方案。结果表明:拆模前施加部分纵向、环向预应力不仅能满足张拉过程中槽身内壁面不出现拉应力的要求,同时能减少对渡槽预制台座的占用时间。 展开更多

关键词 大跨度U形渡槽 拆模时机 预应力 张拉方案 数值模拟

下载PDF 职称材料

PCCP断丝破坏规律Ⅰ:原型试验研究 被引量：2

4

作者 窦铁生 董晓农 +3 位作者 章煊 李炎隆 宁靖华 黎康平 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期1430-1439,共10页

目前断丝是预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe, PCCP)结构性能评估时考虑的主要因素。由于砂浆对钢丝的握裹作用,断丝预应力损失的初始范围、扩展时机和扩展幅度是研究管芯预压应力保有量的关键指标。本文基于分... 目前断丝是预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe, PCCP)结构性能评估时考虑的主要因素。由于砂浆对钢丝的握裹作用,断丝预应力损失的初始范围、扩展时机和扩展幅度是研究管芯预压应力保有量的关键指标。本文基于分布式光纤传感器,考虑了3类荷载作用下2类断丝的影响,对4根相同设计参数的PCCP进行了断丝直到破坏的原型试验研究。在恒定内压下集中与离散断丝、循环内压下离散断丝以及恒定外压下集中断丝试验中,管体破坏时的极限断丝数(率)分别为60(19.8%)、185(61.1%)、140(46.2%)和150(49.5%)。试验获得了不同工况下管体破坏过程中各层材料初始损伤和管体最终破坏时对应的断丝数量,揭示了管芯的预应力损失和破坏规律,展现了断丝PCCP结构性能评估时应注意的关键因素,为开发断丝破坏过程的数值模拟方法提供了依据。 展开更多

关键词 PCCP 原型试验 集中断丝 离散断丝 循环内压 预应力损失 破坏

下载PDF 职称材料

西域砾岩高边坡坡脚侵蚀的破坏机理研究 被引量：10

5

作者 黎康平 王玉杰 +3 位作者 李守义 林兴超 孙平 李文新 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2017年第12期181-187,共7页

西域砾岩中常常夹杂泥岩交互层,泥岩遇水软化易造成边坡失稳破坏。以分析西域砾岩高边坡破坏机制为目标,利用FLAC3D软件对西域砾岩高边坡坡脚软岩软化的破坏机理进行数值模拟试验研究,运用正交试验设计原理,制定9组试验方案,采用极差分... 西域砾岩中常常夹杂泥岩交互层,泥岩遇水软化易造成边坡失稳破坏。以分析西域砾岩高边坡破坏机制为目标,利用FLAC3D软件对西域砾岩高边坡坡脚软岩软化的破坏机理进行数值模拟试验研究,运用正交试验设计原理,制定9组试验方案,采用极差分析法分别对坡度、坡高、凝聚力、内摩擦角四个因素的敏感性做分析计算。结果表明:西域砾岩高边坡坡脚软岩软化造成的破坏由边坡潜在破裂面上部受拉破坏区和下部剪切破坏区共同组成,形成与坡脚呈45°的折线状滑裂面。4个因素中,凝聚力的变化使边坡的稳定性受软岩软化的影响最为显著,坡度和内摩擦角的变化产生的影响次之,且两者处于同一水平,而坡高变化产生的影响相对较弱。 展开更多

关键词 西域砾岩 高边坡 泥岩软化 正交试验

下载PDF 职称材料

特高土石坝坝坡抗滑稳定安全判据和标准研究 被引量：13

6

作者 陈祖煜 姚栓喜 +2 位作者 陆希 袁友仁 黎康平 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期12-24,共13页

现行《碾压式土石坝设计规范》仅适用于坝高低于200 m的坝坡抗滑稳定分析。本文在现行规范的基础上,采用历史经验模型和可靠度分析相结合的方法,针对特高土石坝正常工况和地震工况的安全系数标准展开研究。经论证:特高土石坝正常工况的... 现行《碾压式土石坝设计规范》仅适用于坝高低于200 m的坝坡抗滑稳定分析。本文在现行规范的基础上,采用历史经验模型和可靠度分析相结合的方法,针对特高土石坝正常工况和地震工况的安全系数标准展开研究。经论证:特高土石坝正常工况的安全系数标准宜设置在1.60～1.65之间,地震工况安全系数标准宜设置在1.30～1.35之间。结合我国在建或已建的12座特高土石坝,验证了上述安全判据的可行性,本研究成果可为新规范的修订和完善提供参考。 展开更多

关键词 特高土石坝 安全系数 可靠度分析 安全标准

下载PDF 职称材料

重力式挡土墙抗滑稳定容许安全系数取值标准初探 被引量：13

7

作者 陈祖煜 黎康平 +1 位作者 李旭 詹成明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期1-10,共10页

我国水工挡土墙设计规范中规定稳定性验算采用以安全系数为度量指标,给定的安全系数允许值范围在1.20~1.35之间,低于国外规范的取值。采用可靠度分析方法,建立目标可靠指标与安全系数之间的定量关系。通过分析计算确认安全系数满足对数... 我国水工挡土墙设计规范中规定稳定性验算采用以安全系数为度量指标,给定的安全系数允许值范围在1.20~1.35之间,低于国外规范的取值。采用可靠度分析方法,建立目标可靠指标与安全系数之间的定量关系。通过分析计算确认安全系数满足对数正态分布。对一个目标可靠指标为3.2的特例获得其安全系数在1.43~1.55之间的结论。根据前期提出的相对安全率指标判据提出了安全系数满足对数正态条件下的计算公式。使用这一判据,论证了将这一特例扩展到不同墙体几何参数和强度指标参数情况时这一可靠指标和安全系数关系的普遍适用性。提出的安全系数取值标定方法和相应成果可供规范修订工作参考。 展开更多

关键词 重力式挡土墙 安全系数 可靠度分析 相对安全率 容许安全系数

原文传递

土坝坝坡抗滑稳定分项系数方法:理论和标定 被引量：5

8

作者 陈祖煜 周恒 +2 位作者 陆希 袁友仁 黎康平 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期99-116,共18页

基于可靠度理论的设计方法可在一定程度上考虑计算参数的变异特性和不确定性,在此基础上建立的以概率极限状态为基础的分项系数法可在实际工程中提供简便、有效的设计方法。本文在现行规范的基础上,结合可靠度分析方法和历史经验模型的... 基于可靠度理论的设计方法可在一定程度上考虑计算参数的变异特性和不确定性,在此基础上建立的以概率极限状态为基础的分项系数法可在实际工程中提供简便、有效的设计方法。本文在现行规范的基础上,结合可靠度分析方法和历史经验模型的检验,对土石坝坝坡抗滑稳定分项系数设计方法的原理和分项系数的取值进行了较为全面的阐述。结果表明:土石坝筑坝材料的黏聚力和摩擦系数的分项系数γc和γf宜分别取1.20和1.10。结构安全级别为Ⅰ级(1级土石坝)、Ⅱ级(2、3级土石坝)和Ⅲ级(4、5级土石坝)建筑物的结构重要性系数γ0分别取1.10、1.05和1.0;鉴于特高坝的特殊性,特高坝结构系数γd取1.30~1.35。结合我国已建的15座土石坝,验证了上述安全控制指标的合理性,本研究成果可为规范的修订和完善提供参考。 展开更多

关键词 土石坝 坝坡稳定 分项系数 可靠度分析 非线性强度参数

下载PDF 职称材料

黏土结合水起始剪切力对非达西渗流的影响 被引量：3

9

作者 许增光 冯上鑫 +3 位作者 柴军瑞 覃源 陈玺 黎康平 《水资源与水工程学报》 CSCD 2017年第6期200-203,208,共5页

黏土结合水对黏土的流变、膨胀以及渗透等有显著影响,了解黏土结合水性质变化对黏土研究具有重要意义。基于黏土双电层理论,由黏土微电场推导黏土结合水抗剪强度与结合水到黏土颗粒距离的函数关系,并以此解释黏土非达西渗流的机理。结... 黏土结合水对黏土的流变、膨胀以及渗透等有显著影响,了解黏土结合水性质变化对黏土研究具有重要意义。基于黏土双电层理论,由黏土微电场推导黏土结合水抗剪强度与结合水到黏土颗粒距离的函数关系,并以此解释黏土非达西渗流的机理。结果表明:黏土结合水具有类似非牛顿液体性质,双电层中每一处结合水存在"起始剪切力",当水压力超过结合水的"起始剪切力"时,结合水将发生移动;黏土非达西渗流存在起始水力梯度,且起始水力梯度与结合水的"起始剪切力"呈线性关系;当黏土开始发生渗流时,结合水在孔隙中流速呈曲线分布,流量与水力梯度呈非线性关系,黏土渗流特征曲线出现下凹型非线性曲线。 展开更多

关键词 黏土结合水 双电层理论 起始剪切力 非达西渗流

下载PDF 职称材料

锚索预应力衰减与失效对结构的稳定影响分析 被引量：3

10

作者 郝晓飞 李守义 +2 位作者 李萌 程帅 黎康平 《水资源与水工程学报》 2016年第6期169-173,共5页

为了研究预应力锚索的应力衰减和锚索失效对溢洪道右导墙结构稳定性的影响,以某工程中的实际情况为例,采用ANSYS有限元软件对溢洪道右导墙进行模拟计算,验证给定锚索加固方案的可行性,研究在锚索预应力不断衰减时对溢洪道右导墙稳定性... 为了研究预应力锚索的应力衰减和锚索失效对溢洪道右导墙结构稳定性的影响,以某工程中的实际情况为例,采用ANSYS有限元软件对溢洪道右导墙进行模拟计算,验证给定锚索加固方案的可行性,研究在锚索预应力不断衰减时对溢洪道右导墙稳定性和单排锚索失效对溢洪道右导墙稳定性的影响。研究结果表明:给出的锚索加固方案可行;随着锚索预应力的衰减,溢洪道右导墙稳定性不断降低,在锚索预应力由3 000 k N衰减至500 k N时,溢洪道右导墙的稳定性达到极限状态;最高层的锚索失效对溢洪道右导墙稳定性影响最大。 展开更多

关键词 预应力锚索 锚索失效 结构稳定性 预应力衰减

下载PDF 职称材料

某工程溢洪道侧墙抗滑稳定分析 被引量：1

11

作者 李萌 李守义 +4 位作者 刘斌 程帅 郝晓飞 王懿 黎康平 《水利与建筑工程学报》 2016年第5期100-104,共5页

溢洪道侧墙的抗滑稳定性关乎溢洪道结构运行安全。为了研究溢洪道侧墙的稳定性,结合某工程采用ANSYS有限元软件建立复杂台阶状地基面上溢洪道侧墙的三维有限元计算模型,计算分析复杂台阶状地基面的正应力和剪应力,并积分得出总作用效应... 溢洪道侧墙的抗滑稳定性关乎溢洪道结构运行安全。为了研究溢洪道侧墙的稳定性,结合某工程采用ANSYS有限元软件建立复杂台阶状地基面上溢洪道侧墙的三维有限元计算模型,计算分析复杂台阶状地基面的正应力和剪应力,并积分得出总作用效应和总抗力,利用分项系数极限状态表达法来判别溢洪道侧墙的抗滑稳定性。计算结果表明:溢洪道侧墙地基面最大压应力不超过3.9 MPa,最大拉应力不超过0.5 MPa,满足地基允许承载能力;侧墙从上游到下游各断面稳定安全富裕度呈现先增大再减小,再增大再减小的类正弦曲线变化趋势,运行期内各断面抗滑稳定满足要求,可为实际工程设计和安全评估提供重要参考。 展开更多

关键词 溢洪道侧墙 复杂地基面 侧向抗滑稳定 三维有限元分析

下载PDF 职称材料

基于广义可靠指标相对安全率的地基承载力安全判据研究 被引量：4

12

作者 周强 黎康平 +2 位作者 段亚辉 曹子君 李典庆 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2052-2062,共11页

相对安全率搭建了岩土工程确定性设计和可靠度设计安全判据的桥梁。广义可靠指标相对安全率克服了相对安全率受分布类型限制的局限,拓宽了相对安全率准则的应用范围。提出了在给定目标失效概率(或目标可靠指标)的条件下基于广义可靠指... 相对安全率搭建了岩土工程确定性设计和可靠度设计安全判据的桥梁。广义可靠指标相对安全率克服了相对安全率受分布类型限制的局限,拓宽了相对安全率准则的应用范围。提出了在给定目标失效概率(或目标可靠指标)的条件下基于广义可靠指标相对安全率,标定允许安全系数的方法和流程。将所提允许安全系数标定方法应用于地基承载力安全判据研究,分别标定了传统抗力荷载比值法和强度折减法对应的地基承载力允许安全系数。通过地基承载力算例说明了不同工况下可靠指标相对安全率与广义可靠指标相对安全率的相互关系,探讨了不同参数和计算模型对地基承载力允许安全系数的影响。根据所标定的允许安全系数得到的确定性设计可行域与可靠度设计可行域相同,验证了所提方法在地基承载力允许安全系数标定中的有效性。 展开更多

关键词 安全系数 可靠度 相对安全率 安全判据 地基承载力

原文传递

考虑压脚措施下滑坡涌浪经验估算法对比研究 被引量：4

13

作者 陈玺 李守义 +3 位作者 孙平 王琳 程帅 黎康平 《水资源与水工程学报》 CSCD 2017年第4期131-136,共6页

分别利用潘家铮方法和水科院经验公式法计算了雾江库岸滑坡体不同工况及压脚措施前后的滑坡涌浪高度,通过两种估算方法计算结果的对比,发现水科院经验公式法算出的涌浪高度远小于潘家铮法的计算结果,建议在进行滑坡涌浪估算时以潘家铮... 分别利用潘家铮方法和水科院经验公式法计算了雾江库岸滑坡体不同工况及压脚措施前后的滑坡涌浪高度,通过两种估算方法计算结果的对比,发现水科院经验公式法算出的涌浪高度远小于潘家铮法的计算结果,建议在进行滑坡涌浪估算时以潘家铮法作为主要的经验估计法,水科院经验公式法作为辅助方法。通过采取坡脚压脚措施前后计算结果的对比,发现坡脚压脚措施可有效降低涌浪高度,防治涌浪灾害。 展开更多

关键词 库岸滑坡涌浪 潘家铮方法 水科院经验公式法 坡脚压脚 涌浪高度

下载PDF 职称材料

三边承载条件下预应力钢筒混凝土管承载能力的计算模型与试验验证

14

作者 窦铁生 董晓农 +3 位作者 董鹏 李炎隆 宁靖华 黎康平 《中国水利水电科学研究院学报（中英文）》 2024年第6期558-569,共12页

预应力钢筒混凝土管(PCCP)的承载能力计算涉及管芯开裂时的弯矩重分布,是管体结构设计的重要组成部分。本文针对现有计算方法中管芯开裂判定的经验性和现有试验结果中管芯开裂后管体变形的剧烈性问题,提出了三边承载试验下PCCP承载能力... 预应力钢筒混凝土管(PCCP)的承载能力计算涉及管芯开裂时的弯矩重分布,是管体结构设计的重要组成部分。本文针对现有计算方法中管芯开裂判定的经验性和现有试验结果中管芯开裂后管体变形的剧烈性问题,提出了三边承载试验下PCCP承载能力计算模型。模型基于刚性管假设推导了管壁截面的弯矩与轴力系数,采用简化的混凝土应力应变关系作为管芯开裂的判别标准,给出管芯开裂后的管腰处弯矩重分布和管顶(底)处轴力作用线移动的数学表达,开展了基于分布式光纤传感器测量的三边承载试验,并验证了计算方法的合理性。对比验证结果表明,管芯开裂前计算与试验结果基本一致,管芯开裂后计算与实测结果在趋势上相同。本文采用的计算模型与原型试验的对比分析框架,有助于更深入了解PCCP受载变形规律,并在未来用于管体设计参数的确定与优化。 展开更多

关键词 PCCP 计算模型 三边承载试验 分布式光纤传感器 设计参数优化

下载PDF 职称材料

考虑地震与溃坝洪水共同作用的土石坝坝坡稳定分析方法 被引量：8

15

作者 陈玺 孙平 +2 位作者 李守义 冯上鑫 黎康平 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期1499-1505,共7页

地震与洪水作用是影响土石坝坝坡稳定的主要因素,在梯级水库中,上游溃坝洪水的影响尤为显著。以上一梯级溃坝洪水引起的坝前水位变化模拟洪水作用,提出在毕肖普法基础上,考虑坝体材料变异系数,大坝遭遇上游溃坝洪水与地震共同作用时的... 地震与洪水作用是影响土石坝坝坡稳定的主要因素,在梯级水库中,上游溃坝洪水的影响尤为显著。以上一梯级溃坝洪水引起的坝前水位变化模拟洪水作用,提出在毕肖普法基础上,考虑坝体材料变异系数,大坝遭遇上游溃坝洪水与地震共同作用时的坝坡稳定分析方法。以"卜寺沟-双江口"两梯级为例,假定卜寺沟发生溃坝,进行下游梯级"双江口"下游坝坡稳定的可靠度风险分析。计算结果表明,双江口在遭遇上游溃坝洪水和地震的极端情况下,下游坝坡失效概率为1.571×10^(-6),对应的可靠度指标为4.667,满足规范对I级建筑物发生二类破坏的要求。 展开更多

关键词 梯级水库 溃坝洪水 地震 坝坡稳定分析 可靠度指标

原文传递