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复杂地质条件下高拱坝整体稳定研究与软弱结构强度弱化效应影响分析

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四川大学学报（工程科学版） 2016年第S2期48卷 20-26页

作者：肖珍珍杨宝全张林李征陈建叶四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院四川成都610065

锦屏一级高拱坝坝高库大,坝址区地质条件复杂,坝与地基整体稳定问题突出。工程蓄水运行后,坝肩结构面及软弱岩体的强度在高应力、强渗压的长期作用下将降低,对拱坝整体稳定更为不利。为评价加固后工程安全性,由水岩耦合三轴试验得到各... 详细信息

锦屏一级高拱坝坝高库大,坝址区地质条件复杂,坝与地基整体稳定问题突出。工程蓄水运行后,坝肩结构面及软弱岩体的强度在高应力、强渗压的长期作用下将降低,对拱坝整体稳定更为不利。为评价加固后工程安全性,由水岩耦合三轴试验得到各软弱结构面强度在不同条件下的弱化率,并在此基础上采用综合法地质力学模型试验。由于试验技术限制,对结构面无法实现分区降低破碎带及影响带强度,综合各方面因素,模型试验最终采用破碎带统一降强30%的弱化方案。针对软弱结构面强度弱化效应对整体稳定的影响,采用3维非线性有限元软件对破碎带统一降强30%(方案1)和破碎带及影响带分区降强(方案2)进行计算分析;通过对比2种方案计算结果,正常工况下方案2坝体变位较方案1增加幅度约-0.2%~2.24%,坝肩变位值较方案1增加幅度约-2.35%~1.72%,超载工况下坝体变位增加幅度约-4.68%~9.23%。2种方案下坝体及坝肩抗力体变位、破坏过程及机理规律相似,量值相近,且试验与计算成果相近。综合分析认为,锦屏一级拱坝模型试验采用在破碎带统一降强30%来模拟破碎带及影响带分别降强合理可行,试验成果可靠。

关键词：高拱坝整体稳定地质力学模型试验有限元分析强度弱化

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可变气门正时技术在汽油机上的应用

可变气门正时技术在汽油机上的应用

作者：杨宝全哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

汽油机可变气门正时技术做为一种性价比相当高的技术方案，近年来在对发动机提高高速功率及低端扭矩、降低部分负荷油耗和降低尾气排放的要求越来越高的情况下，得到了广泛的应用。特别是近几年由于技术的成熟和成本的降低，该技术在经... 详细信息

汽油机可变气门正时技术做为一种性价比相当高的技术方案，近年来在对发动机提高高速功率及低端扭矩、降低部分负荷油耗和降低尾气排放的要求越来越高的情况下，得到了广泛的应用。特别是近几年由于技术的成熟和成本的降低，该技术在经济型车上也开始普遍采用。本文以东安公司1.3LDA471QA型MPI发动机为研究对象，进行了加装可变气门正时系统研究。主要研究内容包括：以凸轮轴相位持续可变为主要研究方向，通过查阅大量的国内外可变气门正时技术参考资料和研究论文，以及对一些应用该技术的参考样机进行研究，进行了不同可变气门正时系统结构方案布置研究，进行了发动机加装可变气门正时系统的方案设计。运用模拟软件就影响发动机性能的因素进行模拟计算分析，分析了气门正时改变、进气歧管长度变化对发动机性能的影响。经过在台架上模拟VVT系统对发动机样机的最终验证，发动机外特性下最大功率达到了61.8kw，与MPI状态发动机相比功率提高4％，低端扭矩情况也有了很明显的改善。基本满足了在保证低速性能的前提下，发动机额定功率达到62kw的开发目标要求。本文通过对DOHC发动机加装持续可变凸轮相位系统进行研究，建立起一套机构实现的基本方案，并加之以理论分析，可以作为以后在其他机型上实现可变正时系统的基本开发思路，具有很强的参考价值。

关键词：发动机可变气门正时凸轮相位器性能

复杂地质条件下拱坝坝肩稳定分析及密集节理影响研究

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岩石力学与工程学报 2010年第A2期29卷 3972-3978页

作者：杨宝全张林陈建叶胡成秋四川大学水利水电学院四川成都610065 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

针对小湾拱坝左、右岸坝肩抗力体内存在的地质缺陷,采用超载方法,对小湾拱坝1210m高程进行坝肩稳定平面地质力学模型试验。试验重点模拟主要断层、蚀变带、软岩带以及坝肩SN,EW向2组主要节理;得出坝体位移、应变,坝肩位移、破坏过程、... 详细信息

针对小湾拱坝左、右岸坝肩抗力体内存在的地质缺陷,采用超载方法,对小湾拱坝1210m高程进行坝肩稳定平面地质力学模型试验。试验重点模拟主要断层、蚀变带、软岩带以及坝肩SN,EW向2组主要节理;得出坝体位移、应变,坝肩位移、破坏过程、破坏形态和超载安全系数,对坝肩稳定性进行评价。由于地质力学模型缩尺后无法模拟坝肩岩体中的密集节理,为了探讨密集节理对坝肩稳定的影响,采用非线性有限元对考虑和不考虑密集节理2种情况进行计算分析,通过对比计算结果得出,密集节理对坝体、坝肩位移的影响为-8%～10%、对超载安全系数的影响约为-9%,说明密集节理对小湾拱坝1210m高程坝肩稳定的影响程度不大,试验成果是可靠的。

关键词：水利工程拱坝坝肩稳定性地质缺陷密集节理模型试验有限元计算

高拱坝坝肩软岩及结构面强度参数水岩耦合弱化效应试验研究

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四川大学学报（工程科学版） 2015年第2期47卷 21-27,35页

作者：杨宝全张林徐进陈媛董建华四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院四川成都610065

结合锦屏一级高拱坝工程,现场采集该工程坝肩软岩和结构面岩样,制备相似试件,并通过拱坝运行环境特征分析确定试验条件,在MTS岩石力学测试系统上进行水岩耦合三轴压缩试验。结果表明,锦屏拱坝坝肩断层物质和软弱岩体的强度参数f、c具有... 详细信息

结合锦屏一级高拱坝工程,现场采集该工程坝肩软岩和结构面岩样,制备相似试件,并通过拱坝运行环境特征分析确定试验条件,在MTS岩石力学测试系统上进行水岩耦合三轴压缩试验。结果表明,锦屏拱坝坝肩断层物质和软弱岩体的强度参数f、c具有显著的水压弱化效应,其中水压对黏聚力c的影响较大,对内摩擦系数f的影响相对较小,考虑两者综合效应抗剪强度τ,则在10 MPa正应力与3 MPa水压的工程条件下,锦屏拱坝坝肩主要断层f2、f5、f13、f14、f18抗剪强度的平均弱化率约为25%,煌斑岩脉X等软弱岩体抗剪强度的平均弱化率约为40%。该定量的弱化试验成果为地质力学模型试验、数值计算等方法分析评价拱坝稳定性提供重要的科学依据。

关键词：高拱坝工程坝肩软岩结构面应力场渗流场耦合作用弱化效应

丹巴水电站右1~#坝段坝基稳定二维地质力学模型验证性破坏试验

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水利学报 2018年第12期49卷 1550-1558页

作者：杨庚鑫杨宝全张林陈媛陈建叶国电大渡河水电开发有限公司四川成都610000 四川大学水利水电学院四川成都610065 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

丹巴水电站将是国内首座建在深厚覆盖层上坝高超过40 m的闸坝工程,坝址区以第四系深厚覆盖层为主,最大厚度达127.66 m,坝基覆盖层自上而下总共分为5层,其变形模量较低,压缩性大,这样的地质条件会使坝与地基产生较大的不均匀沉降,直接影... 详细信息

丹巴水电站将是国内首座建在深厚覆盖层上坝高超过40 m的闸坝工程,坝址区以第四系深厚覆盖层为主,最大厚度达127.66 m,坝基覆盖层自上而下总共分为5层,其变形模量较低,压缩性大,这样的地质条件会使坝与地基产生较大的不均匀沉降,直接影响到闸坝与坝基的稳定安全性,需要开展坝基稳定问题的深入研究。针对上述地质问题,本文选取地质条件最为复杂的右1~#坝段,采用地质力学模型试验方法,全面模拟了坝址区的深厚覆盖层、深层浅层固结灌浆及回填层等加固方案,通过超载法破坏试验,研究了坝与地基的变形分布特征,获得了正常工况下坝体最大竖向位移为7.60 cm,满足规范要求,揭示了破坏机理与破坏形态,提出了超载法试验安全系数为:起裂超载安全系数K_1=1.2,非线性变形超载安全系数K_2=1.6～1.8,极限超载安全系数K_3=2.0～2.4,综合评价了右1~#坝段的安全性。试验成果可对工程的设计、施工和加固方案优化提供参考依据。

关键词：丹巴水电站深厚覆盖层坝基稳定地质力学模型破坏试验安全系数

超载频度对大坝稳定模型试验结果的影响研究及工程应用

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工程科学与技术 2020年第2期52卷 95-102页

作者：朱自强祁玲杨宝全陈媛张林四川水利职业技术学院四川成都611231 四川大学水利水电学院水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

地质力学模型试验是研究大坝稳定安全的重要手段之一,其通过选择一定的超载频度进行逐级超载,获得模型大坝的变位、应变、破坏过程和破坏形态等结果,从而综合评价原型大坝工程的稳定安全性。因此,超载频度的选择直接影响试验结果的可靠... 详细信息

地质力学模型试验是研究大坝稳定安全的重要手段之一,其通过选择一定的超载频度进行逐级超载,获得模型大坝的变位、应变、破坏过程和破坏形态等结果,从而综合评价原型大坝工程的稳定安全性。因此,超载频度的选择直接影响试验结果的可靠性,需要进行深入研究。针对超载频度对模型试验成果的影响程度及超载频度的合理取值等问题,开展了不同超载频度(ΔP=0.2P、0.5P、1.0P)的地质力学模型试验,研究超载频度对大坝稳定地质力学模型试验结果的影响。结合数值计算和刚体极限平衡法的结果,确定了超载频度的合理取值,即ΔP=0.2P。在此基础上,将研究结果运用到丹巴水电站典型坝段坝基稳定分析中,通过模型试验获得了坝与地基的变位分布特征、变位关系曲线规律、破坏过程及破坏形态,提出了丹巴水电站典型坝段超载稳定安全系数,评价了丹巴水电站典型坝段的坝基稳定性和安全性,研究结果为大坝稳定地质力学模型试验的加载方式提供科学依据。

关键词：大坝稳定地质力学模型试验超载频度影响程度合理取值工程应用

复杂地质条件下多结构面对重力坝坝基稳定性的影响及处理

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岩土力学 2014年第S1期35卷 328-333页

作者：李美蓉陈媛张林杨宝全四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065 四川大学水利水电学院成都610065

武都重力坝坝基地质条件复杂,发育有断层、层间错动带等多种不利地质构造,且结构面相互交错组合形成多条潜在滑移面,坝基深层抗滑稳定问题突出。为了研究多结构面对坝基深层抗滑稳定的影响及加固处理,结合武都重力坝19#坝段,建立了三维... 详细信息

武都重力坝坝基地质条件复杂,发育有断层、层间错动带等多种不利地质构造,且结构面相互交错组合形成多条潜在滑移面,坝基深层抗滑稳定问题突出。为了研究多结构面对坝基深层抗滑稳定的影响及加固处理,结合武都重力坝19#坝段,建立了三维数值模型进行有限元分析。首先,对坝基中各软弱结构面的力学参数进行敏感性分析,研究影响坝基稳定的主要因素,揭示了坝踵处倾向下游的10f2、F31断层对坝基抗滑稳定影响较大,应进行重点加固处理。在该基础上,在断层10f2、F31拟定不同深度的混凝土置换,对断层置换混凝土的深度进行敏感性分析,得出不同置换深度下坝基的超载稳定安全系数。结果表明,断层10f2、F31的置换深约19 m时可以达到良好的加固效果,位移和应力值得到良好的改善,坝基塑性区域明显减小,抗滑稳定安全系数得到明显提高,并满足设计规范要求。研究成果对武都重力坝工程的加固处理提供了重要的科学依据,对类似工程的稳定分析与加固处理具有参考价值。

关键词：重力坝坝基稳定多结构面混凝土置换敏感性分析有限元计算

地质力学模型试验中的变位信息监测及其在工程中的应用

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四川大学学报（工程科学版） 2015年第4期47卷 14-21页

作者：杨宝全熊科陈媛陈建叶董建华四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院四川成都610065 辛国石油四川销售分公司四川成都610015

地质力学模型综合法试验还没有形成一套完整的基于变位信息监测的稳定分析评价体系。针对这一问题,根据地质力学模型超载法、降强法和综合法3种破坏试验方法的原理和点安全系数基本公式,建立了基于地质力学模型综合法试验的大坝稳定安... 详细信息

地质力学模型综合法试验还没有形成一套完整的基于变位信息监测的稳定分析评价体系。针对这一问题,根据地质力学模型超载法、降强法和综合法3种破坏试验方法的原理和点安全系数基本公式,建立了基于地质力学模型综合法试验的大坝稳定安全系数评定关系式;应用变形突变理论,提出将坝体和坝肩岩体变位曲线中的拐点1作为初裂特征点、拐点2作为大变形特征点,并将各特征点对应的安全系数作为评价高拱坝整体稳定的依据。采用地质力学模型综合法,开展了加固地基条件下锦屏Ⅰ级高拱坝3维地质力学模型破坏试验,获得了坝与地基的表面变位、坝体应变和结构面内部相对变位的分布特性,并找到变位发展过程曲线中的特征拐点,综合模型破坏形态等分析得出坝肩稳定综合法试验安全度为5.2～6.0。该成果为工程的设计施工和安全运行提供了重要的依据。

关键词：模型试验变位监测评价体系锦屏Ⅰ级高拱坝稳定性分析

锦屏一级高拱坝坝基结构面弱化效应研究及坝肩稳定性分析

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水利学报 2016年第7期47卷 907-915页

作者：杨宝全张林陈媛董建华陈建叶四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院四川成都610065 诺丁汉大学诺丁汉岩土力学中心工程学院英国诺丁汉NG72RD

为了研究锦屏一级高拱坝工程在蓄水运行后,坝肩坝基软岩结构面在应力场、渗流场耦合作用下的弱化效应,以及在考虑这种弱化效应条件下分析高拱坝工程的坝肩稳定问题,首先通过现场采集该工程坝肩软岩和结构面岩样,制备相似试件,在MTS岩石... 详细信息

为了研究锦屏一级高拱坝工程在蓄水运行后,坝肩坝基软岩结构面在应力场、渗流场耦合作用下的弱化效应,以及在考虑这种弱化效应条件下分析高拱坝工程的坝肩稳定问题,首先通过现场采集该工程坝肩软岩和结构面岩样,制备相似试件,在MTS岩石力学测试系统上进行水岩耦合三轴压缩试验,获得了坝肩软岩和结构面强度参数的弱化率,为拱坝坝肩稳定模型试验提供结构面降强幅度的依据。然后,针对拱坝坝肩稳定问题,开展了加固地基条件下高拱坝三维地质力学模型综合法破坏试验,在试验中,根据弱化试验成果确定了结构面的综合降强幅度为30%,并研制了适用于各类软弱结构面强度弱化特性的变温相似材料,用于在模型中模拟结构面的弱化效应。通过试验获得了坝与地基的变形分布特性,坝肩坝基失稳的破坏形态和破坏机理,得出坝肩稳定综合法试验安全系数为5.2~6.0,评价了拱坝工程的稳定安全性。研究成果为工程的设计施工和安全运行提供了重要科学依据。

关键词：锦屏一级高拱坝坝基软岩结构面弱化效应坝肩稳定性变温相似材料综合法试验