混凝土重力坝水平位移的数学模型及其变化规律
混凝土重力坝变形时空分布规律分析
混凝土重力坝变形时空分布规律分析摘要】本文通过真空激光长期观测结果分析表明，影响坝体变形的主要因素为温度荷载的变化，库水作用不明显。
低温工况下，在坝型过渡区存在较明显变形差。
本文的研究目的，就是对混凝土重力坝变形时空分布规律进行分析，从而为我国的基础建设工作更加顺利的开展。
【关键词】变形；混凝土坝；温度荷载；水荷载近些年科学技术有了很大的进步，国家也加大对建筑材料的研究力度。
而混凝土凭借材料的优越性，混凝土重力坝的建设规模也在不断发展壮大，特别是国内在建或已建的大型水利枢纽工程，混凝土坝已基本成为首选坝型。
变形作为考量混凝土坝安全状态的重要指标之一，对它的关注渗透到设计、施工、运行等各个环节。
一、工程概况本次研究选择的实例是太平湾水电站，鸭绿江流域水资源丰富，由中朝两国共享，已建的4个梯级电站中，太平湾水电站处在流域的最下游。
坝址以上集水面积53576km2，与水丰大坝区间面积664km2，水库死水位28.8m，正常蓄水位29.5m，调洪库容1.29亿m3，调节库容0.18亿m3，为一日调节水库。
混凝土重力坝由溢流坝、挡水坝、河床式厂房及变电站组成，坝顶全长1185.5m，共计68个坝段，坝顶高程36.5m，最大坝高 31.5m。
大坝左岸为朝方侧，右岸为中方侧，坝后式厂房布置大坝右侧，与右岸山体间用3个挡水坝段连接。
溢流坝布置在主河床，右侧与厂房连接，共设置28个开敞式溢流孔，左岸共29个挡水坝段。
二、水平位移时空分布规律分析（一）影响物理量大坝在运行中受到上下游水压力、温度荷载、扬压力、泥沙压力、冰压力、时效因素等而产生变形，在上述因素中，水压和温度荷载是影响太平湾大坝变形的主要因素。
通常认为水压力使坝体产生位移表现在3个方面，即库水压力使坝体变形产生的位移；水压力使坝基变形产生的位移；库水重使坝基面转动引起的坝体位移。
温度荷载产生的坝体位移主要表现在气温及水温作用在大坝表面，使坝体混凝土产生温度梯度，坝体温度场分布状态发生改变，混凝土在热膨胀和冷收缩的效应下产生变形。
《水利水电工程管理》试卷
一、单项选择题〔在每题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其代码填入题干中的括号内。
每题 1 分，共 20 分〕1.甘肃双塔水库总库容为2.4 亿m3,属于以下哪类水库〔〕A、大〔2〕型B、中型C、小〔1〕型D、小〔2〕型2.对于混凝土裂缝，可用水泥灌浆处理的是〔〕A、开度大于 0.3mm 的裂缝B、开度小于0.3mm 的裂缝C、受温度变化的裂缝D、不受温度变化的裂缝3.依据以下测压管内的那一项来把握浸润线的位置〔〕A、湿度B、水量C、气温D、水位4．影响水库泥沙来量的气候因素中，最主要的因素是〔〕A、温度B、湿度C、蒸发D、暴雨5．悬移质泥沙转变为推移质泥沙，一般发生在河流流速〔〕A、增大B、减小C、稳定D、突变6．溢洪道的过水力气主要打算于〔〕A、进口段B、把握段C、泄槽段D、消能段7．当排洪渠道位于岩质地基上时，断面通常做成〔〕A、矩形B、U 形C、梯形D、阶梯形8．当风浪较大，护坡已冲掉和坍塌的状况，承受的抢护方法是〔〕A、沙袋压盖B、抛石抢护C、铅丝石笼D、浆砌石框格9．水电站厂房内涂有白色的管道，这种管道是〔〕A、消防用水管道B、技术用水和生活供水管道C、技术用水排水管道D、压缩空气管道10.处理土坝非防渗部位的纵向裂缝承受〔〕A、梯形楔入法C、梯形截面法B、梯形加盖法D、梯形十字法11.绕坝渗漏是指发生在哪个部位的渗漏〔〕A、通过坝基B、通过接触面C、通过坝体D、通过坝端岸坡12．以下不属于水库库区冲刷类型的是〔〕A、壅水冲刷B、溯源冲刷C、沿程冲刷D、带状冲刷13．土坝坝体某一个面上的剪应力超过土体抗剪强度时产生的滑坡称为〔〕A、塑流性滑坡B、液化性滑坡C、剪切性滑坡D、突然性滑坡14．土坝裂缝发生在坝顶外表，且与坝轴线平行或接近平行，这种裂缝叫〔〕A、龟纹裂缝B、水平裂缝C、纵向裂缝D、横向裂缝15.根底固结灌浆的主要目的是提高基岩的〔〕A、抗渗性B、排水性C、整体性D、刚度16.从背水坡向外，反滤层各层材料粒径变化规律为〔〕A、由粗至细B、由细至粗C、粗细均匀D、粗细间隔17．库水位骤降期间应加强对哪局部的检查〔〕A、背水坡B、上游坝坡C、下游坝坡D、两岸接头处18．水工建筑物在施工及运行过程中，受外荷作用及各种因素的影响，其状态〔〕A、不变B、间或变化C、不断变化D、突变19．关于土坝的灌浆，以下论述正确的选项是〔〕A、先浓后稀、少灌多复B、先浓后稀、多灌少复C、先稀后浓、少灌多复D、先稀后浓、多灌少复20. 以下不属于测压管组成局部的是〔〕A、进水管段B、导管C、管口保护设备D、沉淀管段二、多项选择题 (在每题的五个备选答案中,选出二至五个正确答案。
长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移变量分离研究
长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移变量分离研究长洲水利枢纽是我国重要的水利工程之一，位于长江流域，主要用于调节长江水位和防洪。
其中混凝土重力坝是该水利枢纽的核心组成部分，负责承担着控制水流和防止水泄漏的重要功能。
随着坝体年代的增长和水流的冲击，坝顶的垂直位移变量会发生变化，影响着坝体的安全性和稳定性。
通过深入研究长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移变量的分离，可以为坝体的维护和管理提供科学依据。
对长洲水利枢纽混凝土重力坝的结构特点进行了介绍。
该坝体采用了混凝土材料，具有大坝高度大、坝面宽度较小、坝顶结构复杂等特点。
在水位涨落和水力荷载的作用下，坝体会发生弯曲和位移变化，其中垂直位移变量是最重要的参数之一。
介绍了垂直位移变量的分离方法。
在研究中，通过采集长洲水利枢纽混凝土重力坝的监测数据，利用数学模型和计算方法，对坝顶位移进行分析和计算。
在分析过程中，考虑了坝体的结构特点、水力荷载以及地质条件等因素，并通过调整参数和模型，最终得出了坝顶垂直位移的变量。
接着，探讨了垂直位移变量的影响因素。
垂直位移变量受到许多因素的影响，如水流冲击、地质条件、坝体材料的变化等。
通过对这些影响因素的分析和研究，可以进一步了解坝体的变化趋势和变化规律，为坝体的维护和管理提供科学依据。
总结了长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移变量分离的研究成果。
通过对长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶位移的研究，可以得出一系列关于坝体变化规律和变化趋势的结论，并提出了对坝体维护和管理的建议。
这对于提高水利枢纽的安全性和稳定性，具有重要的实践意义。
长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移变量分离的研究，对于保障水利工程的安全运行具有重要意义。
通过深入研究和分析垂直位移变量的影响因素，可以建立科学的预测模型和管理机制，提前预警可能的风险和问题，为工程的安全运行提供有力保障。
浅谈混凝土重力坝仿真研究
浅谈混凝土重力坝仿真研究发布时间：2022-05-19T05:16:48.392Z 来源：《工程建设标准化》2022年第3期作者：封思静[导读] 建立模型对大坝进行仿真分析是研究大坝性态变化规律的重要方法之一。
封思静中国水电建十五局国际公司，陕西西安 710000摘要：建立模型对大坝进行仿真分析是研究大坝性态变化规律的重要方法之一。
为了更加准确地模拟大坝在实际工程中的运行情况，本文使用COMSOL Mul-tiphysics高级数值仿真软件的耦合场功能，在得出了温度场与位移场变化的一般规律后，对大坝的温度场、渗流场以及应力场进行三场耦合分析并将其与没有耦合的单场以及不考虑温度场、不考虑渗流场的两场耦合的三种应力情况进行对比，最终得出结论：在单场与耦合场的三种情况比较下，相同坝体代表点应力变化趋势基本相同，但由于耦合场考虑了温度或者渗流的影响，应力值与位移值均有所增大。
综合考虑多场耦合作用能够为实际工程坝体设计提供更科学的依据，故对大坝进行多物理场耦合分析具有重要意义。
关键词：混凝土；重力坝；耦合场；混凝土重力坝作为应用广泛的坝型之一，其结构安全性一直都是设计和工程中十分重视的问题，而坝体的应力应变性态变化规律是重力坝结构安全的重要评价指标。
常态混凝土坝与碾压混凝土坝相似，同样存在温度应力导致的裂缝问题[1]。
在重力坝运行期间，若周围温度变化较大，坝体与空气接触部位表层附近随外界气温变化较灵敏，但内部混凝土温变有明显的滞后现象，不均匀的温度分布、混凝土自身的不均匀性及脆性，容易使坝体在运行期产生裂缝[2,3]。
由于混凝土是一种多孔性介质，在存在内外压力差的情况下，引起液体从高压处向低压处迁移、渗透的现象，针对混凝土的这种渗透性，在研究大体积混凝土坝应力时，需要同时考虑坝体渗流对于应力场的影响[4]。
综合考虑以上因素，在对大坝进行分析时将这些条件合理有效的考虑进去，显得尤为重要，本文将采用耦合的方法可以综合考虑温度、应力、渗流这三个因素之间的相互作用关系。
长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移变量分离研究
长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移变量分离研究长洲水利枢纽混凝土重力坝是中国典型的大坝工程，是利用混凝土的自身重力来抵抗水压力的一种坝型结构。
在坝整体受力过程中，坝顶的垂直位移变量是衡量坝体变形情况的重要参数之一。
为了研究长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移变量的特征和变化规律，本文进行了相关研究。
在研究中我们通过测量和观测的方法，获得了长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移的原始数据。
通过对这些数据进行整理和处理，得到了坝顶垂直位移的变化曲线。
曲线显示了坝顶垂直位移随时间变化的趋势，并能观测到是否存在明显的变化点。
接着，我们利用时间序列分析方法对坝顶垂直位移的变化曲线进行了分析。
通过对曲线进行时域分析和频域分析，得到了坝顶垂直位移的振动特征、时间特征和频率特征。
在时域分析中，我们计算了坝顶垂直位移的均值、标准差和方差，用于描述坝顶垂直位移的大小和波动程度。
在频域分析中，我们利用傅里叶变换将坝顶垂直位移的时域信号转换为频域信号，得到了坝顶垂直位移的频谱图和功率谱密度图，用于描述坝顶垂直位移的频率成分和能量分布。
我们将长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移的变化曲线与其他工况参数进行了对比分析。
通过对比分析，我们发现坝顶垂直位移与水位变化、季节变化和地震等因素有一定的相关性。
具体来说，在水位上升和地震影响下，坝顶垂直位移明显增加；而在季节变化的影响下，坝顶垂直位移呈现周期性的变化。
本研究对长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移变量进行了分离研究。
通过测量和观测的方法获取了坚实的数据基础，通过时间序列分析的方法得到了坝顶垂直位移的特征和规律。
这些研究成果为长洲水利枢纽混凝土重力坝的安全运行和维护提供了科学依据，也对其他类似坝型结构的研究具有一定的参考价值。
长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移变量分离研究
长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶垂直位移变量分离研究引言混凝土重力坝是一种常见的水利工程建筑，其坝体受到水压力的作用，会引起不同程度的位移变形。
研究坝顶垂直位移的变量分离，对于了解坝体的变形情况具有重要的意义。
本文以长洲水利枢纽混凝土重力坝为研究对象，通过对坝顶垂直位移进行变量分离研究，以期为水利工程建筑的安全运行提供理论支持。
一、长洲水利枢纽混凝土重力坝概况长洲水利枢纽混凝土重力坝位于长洲河上游，是一项重要的水利工程建筑。
该坝为巨型混凝土重力坝，坝高120米，坝长280米，坝顶宽度为10米。
长洲水利枢纽混凝土重力坝的设计和施工采用了国际先进的技术和标准，具有较高的安全性和稳定性。
由于坝体长期受到水压力的作用，坝顶可能会产生不同程度的位移变形，这需要针对性的研究分析。
二、坝顶垂直位移变量的分离研究1. 坝顶位移监测数据获取为了研究长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶的垂直位移变量，需要对坝顶的位移情况进行监测。
我们在坝顶设置了多个位移监测点，并配备了精密的位移监测仪器。
通过定期对这些监测点进行检测和记录，获得了长期的坝顶位移数据。
2. 坝顶位移变量分离方法针对坝顶位移数据进行分析，我们采用了一种新的分离方法，将坝顶位移进行了变量分离。
具体步骤如下：（1）数据预处理：对获取的位移监测数据进行预处理，包括数据清洗、异常值处理和数据归一化等，以保证分析结果的准确性和可靠性。
（2）变量分离模型建立：基于监测数据的特点，建立了坝顶位移变量分离的数学模型，考虑了坝体受水压力、地基变形和温度变化等因素的影响。
（3）变量分离算法实现：采用了一种高效的变量分离算法，对坝顶位移数据进行了分解和提取，得到了不同变量的位移变化情况。
（4）数据分析与验证：对分离得到的位移变量进行了数据分析和验证，比较了模型预测和实际监测结果，验证了变量分离的准确性和可行性。
三、坝顶垂直位移变量分离结果与分析经过对长洲水利枢纽混凝土重力坝坝顶位移数据的变量分离研究，我们得到了如下结果与分析：1. 水压力变形位移：水压力是导致混凝土重力坝变形的主要原因之一。
混凝土重力坝受水位变化影响的有限元分析
混凝土重力坝受水位变化影响的有限元分析摘要：以抽水蓄能电站大坝为研究对象，通过有限元软件，模拟碾压混凝土大坝施工期和运营期温度应力变化规律，提出施工期大坝的有效温控方案。
研究表明，方案3的混凝土浇筑方案可作为夏季高温季节施工方案，即强约束区混凝土浇筑温度为18℃，温度峰值控制在约28℃。
当大坝变化水位为38m时，大坝表面混凝土温度每日变化为1.45℃，每日横河向应力变化为0.22MPa。
当保持大坝水位不变时，水库水温对大坝混凝土表面温度无显著影响，对横河向应力影响也较小。
水位变化范围内，随着水位变动，大坝表面混凝土应力和温度也随之变动。
正常水位下，水库大坝在水位下的表面温度即为水温度;死水位下，水库大坝在水位上的表面温度处于水温度和环境温度范围。
水位的变化仅发生在大坝上部，而大坝压应力和拉应力峰值均发生在大坝下部，大坝应力峰值受水位变化的影响较小。
关键词：碾压混凝土;重力坝;有限元分析;温度应力1引言防裂问题是碾压混凝土大坝施工过程中的重要问题。
碾压混凝土有绝热温升低、成本低、施工简单、水泥用量少等优点。
但在浇筑过程中，存在混凝土温度上升快且散热少、徐变较小、浇筑仓面大等问题，因而导致其产生水化热温升较高、抗裂性能差、温度应力大等现象。
因此，碾压混凝土大坝的温度控制问题已成为当前研究的热点。
针对碾压混凝土大坝的温度控制问题，许多学者通过数值法、试验法、理论法等开展了一系列研究，并取得显著成果。
殷邢坦等以某碾压混凝土坝陡坡坝为研究对象，通过ABAQUS有限元软件，建立三维大坝模型，分析大坝段施工过程中温度和应力变化规律，并提出了相应的防裂措施。
许继刚等以高海拔地区的碾压混凝土大坝为研究对象，利用数值手段，从大坝分缝和温度控制两方面开展大坝防裂问题研究，分析了控制温度应力的方法。
张国新等从理论分析方法、智能温度控制、ＲCC大坝防裂措施、大坝裂缝成因等4个不同角度，总结了碾压混凝土大坝温控防裂的研究现状，研究表明强化内外温差是碾压混凝土大坝温控的关键。
混凝土重力坝水平位移的数学模型及其变化规律
混凝土重力坝水平位移的数学模型及其变化规律
混凝土重力坝的水平位移可以使用弹性理论进行建模。
该数学模型基于以下假设：
1. 混凝土重力坝是均匀、各向同性的弹性体。
2. 历史变形和静力效应已达到稳定状态。
3. 坝体受到的荷载是静力作用。
根据弹性理论，混凝土坝的水平位移可以通过以下方程表示：
δ = (P₁*L)/(2*A*E*I) + (P₂*L^2)/(2*A*E*I)
其中：
- δ是坝体水平位移；
- P₁是坝顶荷载；
- L是坝长；
- A是坝的横截面面积；
- E是混凝土的弹性模量；
- I是坝截面的惯性矩；
- P₂是坝顶力矩（扭矩）。
由于混凝土的弹性模量、横截面惯性矩和荷载的分布位置会随着时间和外界条件的变化而变化，因此坝体水平位移也会随之改变。
混凝土重力坝的水平位移变化规律主要受以下因素影响：
1. 荷载变化：随着水位变化、降雨等因素，坝体所受到的荷载会发生变化，从而导致水平位移的变化。
2. 温度变化：混凝土材料具有热胀冷缩的特性，当环境温度发生变化时，混凝土重力坝可能会产生热胀冷缩引起的水平位移。
3. 施工和维护：坝体施工和维护操作的误差、不均匀的荷载分布，以及不当的维护行为等因素也会导致水平位移的变化。
4. 地震效应：地震会引起坝体受力的剧烈变化，从而导致水平位移的瞬时变化。
总之，混凝土重力坝水平位移的数学模型和变化规律受到多种因素的影响，需要综合考虑各种因素并进行适当的工程设计和监测，以确保坝体的稳定和安全。