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1、基坑支护外文翻译教案资料基坑支护外文翻译教案资料 沈阳工业大学 本科生外文翻译 文章中文题目：地基开挖松弛对拱坝工作性能影响的研 究 文章外文题目：Study on the performance of arch dam influenced by relaxation of the foundations following excavation 学 院：建筑工程学院 专业班级：学生姓名：指导教师：2014年 12 月 19 日 地基开挖松弛对拱坝工作性能影响的研究 1毕业于中国南京河海大学水利水电工程学院，编号 210098；2现就业于中国成都二滩水电开发有限责任公司，编号 610021；

2、3就读于中国南京河海大学工程力学专业，编号 210098；4就业于中国南宁大唐岩滩水电站有限公司，编号 530001；本文投寄于 2010年 12 月 29日;2011 年 1月 24日审核通过;2011 年 3月 4日网上发表。本文采用正交试验法研究基坑开挖造成的应力松弛区对锦屏 1 号拱坝的性能影响。首先，通过采用特征应力作为指标和范围分析偶联发现了对拱坝性能松弛影响最主要的因素。通过数值分析评估，这与随后得出的大坝监测数据，以及对所造成的松弛拱坝性能的影响程度相吻合。结果表明，地基挖掘的松弛对拱坝的性能一般产生负面影响，导致弹性模量降低，在松弛区是影响该拱坝应力的主要因素。岩体的松弛导致

3、在靠近松弛区的局部区域拱坝应力增加，但对较远区域的影响不大。开挖松弛，拱坝应力，正交试验 引文：段绍辉，任庆 文陈军鹏等人关于地基开挖松弛对拱坝工作性能影响的研究，发表于中国科学科技科学 2011年 54期第 1177-1182页，分类号：10.1007/s11431-011-4345-9 如今，中国的水电开发主要是在西南部省份的高山峡谷中和青藏高原地区。受近年来高原持续抬升影响，这些地区的自然地质环境条件越来越复杂。长期向上的地壳运动，强新构造运动，频繁的自然地震，河流持续的冲刷1所造成的山脉和山谷的斜坡变成高应力区域。坝基在这些高应力区开挖会立即破坏岩体的天然应力平衡，造成材料机械性能的下

4、降，如弹性模量和压缩强度，并在岩体里形成松弛区，从自由表面往下的的深度为 10-20 米2。松弛区在基坑开挖时形成，工作条件的恶化最终可能导致大坝失效，这始终是专家在大坝工程安全领域最关注的问题。所以研究松弛区及其对拱坝的影响具有很大的工程意义，因为研究成果将为地基处理提供完善的设计基础。本文采用正交实验，理论和数值分析作为来分析松弛区对锦屏 1 号拱坝性能的影响的方法。1.正交试验设计理论 正交试验是在具有多种因素试验研究和治疗应用最广泛的科学试验方法。它适用于处理多因素、多层次以及具有随机误差的实验。正交表是正交实验最重要的工具。这是一种可以为试验选择一部分代表点的方法，因为代表点具有均匀

5、整齐的品质，满意的结果可以从数据相对具有较强代表性的实验中得到3，4。1.1正交表 让矩阵 A为 n m，其中在列 j 的元素按照数字为 1，2，3，到 的顺序排列。A时满足任意两列匹配和均衡条件的的正交表。正交表是在一定规则组合理论的基础上获得的一种矩阵表。其原理如下：1）在任意列中每个元素出现的次数是相同的；2）在所述配对构成的两个任意列的元素，出现每对的重复数是相同的。该正交表表示为（），其中 L是正交表，n为试验次数以及行数，m 是最大值，也就是因素可以被布置的次数以及列号，是在第 j 列的水平影响因素。当 时，正交表被表示为（）5。1.2正交试验分析方法 分析正交实验结果的方法有两种

6、：一种是极差分析法，另一种是方差分析法。极差分析法简单实用，已被广泛使用，而方差分析法考虑到实验结果由于误差导致结果的不一致，并且它提高了分析的精度。因为实验是在本文中数值实施，试验结果的误差是相当小的，因此，这里采用极差分析法来分析实验数据。极差分析法评估所谓一系列显著参数 R 因素对实验结果的影响程度。如果 表示要素 j 的第 i 级和 是对应于 表示的结果，则参数的计算结果如下5,6：（1）其中 在因素 j 的范围内，随着 的增加，因素 j 对结果的影响变得更显著。S 是所采取的值的数目，r是所述因素 j的水平。2.数值实验模型 2.1 有限元分析模型 屏 1 号拱坝地处四川省，这是青藏

7、高原倾斜至四川盆地的过渡地带。这个山谷是一个急速的倾斜 V形;大坝所处的地质条件极其复杂。有限元模型示于图 1，有 66266元素和所有 71140节点。如图 2，按照混凝土拱坝设计规范 DL/T5346-2006 和 SL282-2003，由传统的拱悬臂法和线性弹性有限元方法计算的等效应力所获得的结果可被用作标准来判断大坝的安全性及其强度7,8。通过有限元法计算坝体应力时，它一定是拱坝设计的相关性。把线性弹性有限元方法作为进行数值实验的一个工具，对拱坝的性能基础松弛的影响进行了分析;考虑的荷载条件是重力，水压，渗透压，温度等。图 1 拱坝的有限元模型 图 2 大坝及联接的相对位置 2.2正交

8、试验设计 地基岩体的松弛是由弹性模量的减少引起并通过线状弹性分析表示出来。该项研究的主要目的是探究弹性模量的变化对拱坝工作性能的影响。在这里对三个因素进行正交试验，沿坝高度方向松弛岩体分布的面积，和垂直的方向上的基础沿岩石的深度，以及放松的程度（在岩石中的松弛区弹性模量的减少幅度）。对于每一个因素，四个级别被选择用于正交实验，它们是：i=1，2，3，4；j=A，B，C 的方程（1）以及选择的每个因素的水平示于表 1中。忽略因素的相互作用，并考虑层次和因素的数量，正交表 L16（）的顶部三列被选择用于正交 实验。对于每一个因素，行数 n在表中为 16，在表中的列数 m 是 4，水平数 r是 4，

9、并采取了 S 值的数目为 4。由于最大应力 在上游面，最大应力 在下游面，在坝踵的拉应力和坝后压应力能很好的表征拱坝的工作性能，他们被选为发展指数。数值测试是根据实验方案进行，这是由该正交表决定的；通过对岩体松弛的影响进行评价，从而确定影响大坝性能的最显著因素。3.正交试验结果分析 3.1上游和下游主应力松弛影响 在不考虑到开挖松弛的情况下，数值计算结果显而易见，在上游区域中的最大值为 12.03兆帕，发生在右岸 1/4 至 1/2 坝高处，并且 的下游最大值为 20.71 兆帕，出现在左岸 1/4 至 1/2 坝高处，他们都出现在坝体基础附近。松弛对上下游主应力的影响试验结果分析示于表 2

10、中。表 2显示，在上游和下游的最大主应力值在考虑岩体松弛后，分别提高了 15.0和 12.5。影响最大值 的最显著因素是上游松弛的程度，然后是松弛的高度。随着上游松弛的增加而增加，同时伴随着岩体弹性模量值的减小。对于松弛的高度，随着松弛高度的增加而增加，起初，在 1/4 至 1/2 坝高之间取得最大值；但在这之后，即使高度增加，的值变化也很小。这是因为，的最大值出现在 1/4 至 1/2 坝高之间，而岩石的松弛在超过坝高一般之后对该区域的影响不大。显而易见的是，基坑开挖松弛对松弛区附近的局部坝应力影响最大，而其对整体坝应力影响不大。也可以从表 2中看出松弛的深度对上游 的值影响不大，因为影响系

11、数仅为 0.62。下游 的最大值类似于上游的。但是 受到松弛深度的影响较小，影响系数只有 0.35；其他两个因素的系数比上游的 大得多，这意味着 对开挖松弛的影响更加敏感。一般来说，基坑开挖引起的松弛增加了上游面的主拉应力和下游面的主压缩应力，这对于拱坝的安全是不利的。3.2松弛作用对坝踵和坝趾压应力的影响 and toe 在坝体和坝踵及坝趾的基岩接触面上设置数据采集点，松弛作用对于坝踵和坝趾的压应力影响的正交试验结果示于表 3中。根据计算结果，在不考虑岩体松弛的情况下，坝踵拉伸应力和坝趾的压缩应力分别是 6.355兆帕和 14.63 兆帕。当考虑岩体松弛时，坝踵和脚趾的应力增加幅度都不大，它

12、们的最大值增量分别为 10.1和 11.6。取值范围的分析表明，松弛的程度是影响坝踵拉伸应力的主要因素。由于弹性模量降低，坝踵的拉伸应力和坝趾的压缩应力逐渐增加，压缩应力对松弛作用更加敏感，因此最大影响系列是 1.36。松弛高度和松弛深度对坝踵和坝趾上的应力几乎没有影响，由于所选择的测量点在坝体的底部，在那里它们对基岩上的任何松弛都不敏感。这也意味着坝体应力主要受附近岩石松弛的影响，而这种松弛仅导致松弛区周围局部应力的变化，而不是对整个坝体。3.3最不利组合影响分析 参照表 2和表 3 的结果，可以得到所有因素中最不利的组合，如表 4所示。在已经实施的 16组试验中不包含 和 这两种组合，补充

13、实验只是为了评估最不利的组合的影响。根据表 4，松弛的最不利条件表明该坝应力显著恶化，而选择作为指标点的所有应力都增加了很多，且增加范围在 12至 18。表 1 正交试验中的水平因子 水平因子 松弛高度(A)松弛深度（B）松弛程度（C）1 1/4 坝高 1/12 底宽 10%2 1/2 坝高 1/6 底宽 20%3 3/4 坝高 1/4 底宽 30%4 整个坝高 1/3 底宽 40%表 2 上下游主应力实验结果 上游 最大值 上游 最大值 松弛高度（A）松弛深度（B）松弛程度（C）松弛高度（A）松弛深度（B）松弛程度（C）12.13 13.21 12.42 20.91 22.37 21.38

14、13.46 13.13 12.85 22.82 22.19 21.64 13.40 13.10 13.29 22.48 22.11 22.37 13.39 12.59 13.84 22.47 22.02 23.29 R 1.33 0.62 1.42 1.91 0.35 1.91 表 3 坝踵和坝趾的应力正交试验结果 坝踵拉应力（兆帕）坝趾压应力（兆帕）松弛高度（A）松弛深度（B）松弛程度（C）松弛高度（A）松弛深度（B）松弛程度（C）6.70 6.69 6.51 15.67 15.26 14.97 6.79 6.75 6.62 15.73 15.50 15.32 6.73 6.76 6.79

15、15.55 15.77 15.79 6.70 6.73 7.00 15.46 15.88 16.33 R 0.09 0.07 0.49 0.27 0.62 1.36 表 4 补充实验和结果 上游最大应力（兆帕）下游最大应力 坝踵拉应力（兆帕）坝趾压应力（兆帕）最不利组合 无松弛应力 12.03 20.71 6.355 14.63 最不利组合应力 14.21 24.05 7.139 16.91 4.监测数据的灵敏度分析 上述对于锦屏 1号拱坝关于开挖松弛对拱坝工作性能影响的分析是建立在大坝的外形以及假设松弛区域面积和松弛程度已知的基础上。本节关于松弛对拱坝性能影响的依据为开挖过程中所获得的监测数

16、据。锦屏 1 号拱坝的基础开挖的地球物理监测数据如表 5所示，爆炸松弛在开挖过程中被发现，深度范围从 0.6至 3米。因此影响分析主要集中在松弛深度和松弛程度上，并没有着眼于松弛区的高度。既然前面部分已经指出松弛深度对坝应力影响不大，下面的分析是基于锦屏 1 号的地球物理监测数据和仅考虑和模仿松弛深度的两个极限（上限和下限）条件，如表 5 所示。研究松弛的程度，根据该岩石模量的监测数据的变化范围（见表 5）该模量的值取五分之一。对于所提及的情况下，获得 10 种工作条件。大坝应力特性最大值示于表 6，应力特性和松弛之间的关系如图 3。从以上表 6和图 3 可以看出，在有松弛的情况下和没有送吃的

17、情况下相比，坝主应力的最大值增大一些；大坝主应力对松弛的程度更敏感，但受松弛深度的影响不大。由于岩石松弛的增加，岩石模量降低，主应力 和 的最大值趋于增加，这与上述正交实验的分析结论是一致的。对于正常应力的情况下，所得到的坝踵拉应力和坝趾压应力也与上述的正交试验结果分析相一致，但它们和大坝主应力存在较小程度上的差别。可以从坝趾的压缩应力曲线图 3中看出，坝趾压缩应力随着轻微的松弛有微量减小，并且压缩应力随松弛程度的增加减小，然后压缩应力随着松弛程度的变强增加。但一般情况下，坝趾压缩应力的增加可能会导致拱坝体内应力的再分配。从图 3中也容易看出随着松弛程度的增加，上游和坝踵的拉应力以及下游的压应

18、力都有增加的趋势，但坝趾的压缩应力有减小的趋势。5.结论 本文主要运用正交试验法研究基础开挖松弛对拱坝工作性能的影响，可得出如下结论。1）基础开挖松弛对大坝的性能有明显的影响。一般而言，松弛会增加大坝上游的拉伸应力和下游的压缩应力，并且对大坝应力状态产生不利影响，这有损于拱坝的安全。2）松弛区域岩石弹性模量的降低是影响大坝应力的主要因素。随着弹性模量降低，该区域大坝应力受松弛程度的影响趋向于变得更大，而松弛的高度分布和深度对大坝应力的影响。一般的，大坝应力随着松弛程度的增加而增加，因此，需要在岩石的松弛区域进行固结灌浆以增大岩石模量，并能有效地提高了大坝的应力条件。3）岩石地基开挖松弛对邻近的

19、大坝应力有巨大的影响，但对较远区域的影响不大。4）本文所获得的结果及结论仅适用于锦屏 1 号拱坝，对于更一般的情况，有待做进一步研究。这项工作得到了中国国家重点基础研究发展计划委员会（批准号：2007CB714104）和中国国家自然科学基金会（批准号：51079045）的支持。指导教师评语：(要求指导教师手写，字数自己斟酌，不要太少。)图 1-3 大学生偏爱的手工艺品种类分布“碧芝”最吸引人的是那些小巧的珠子、亮片等，都是平日里不常见的。店长梁小姐介绍，店内的饰珠有威尼斯印第安的玻璃珠、秘鲁的陶珠、奥利的施华洛世奇水晶、法国的仿金片、日本的梦幻珠等，五彩缤纷，流光异彩。按照饰珠的质地可分为玻璃

20、、骨质、角质、陶制、水晶、仿金、木制等种类，其造型更是千姿百态：珠型、圆柱型、动物造型、多边形、图腾形象等，美不胜收。全部都是进口的，从几毛钱一个到几十元一个的珠子，做一个成品饰物大约需要几十元，当然，还要决定于你的心意。“碧芝”提倡自己制作：端个特制的盘子到柜台前，按自己的构思选取喜爱的饰珠和配件，再把它们串成成品。这里的饰珠和配件的价格随质地而各有同，所用的线绳价格从几元到一二十元不等，如果让店员帮忙串制，还要收取的手工费。1、DIY手工艺市场状况分析（3）年龄优势 还有一点就是公司在“碧芝自制饰品店”内设立了一个完全的弹性价格空间：选择饰珠的种类和多少是由顾客自己掌握，所以消费者可以根据

21、自己的消费能力进行取舍；此外由于是顾客自己制作，所以从原料到成品的附加值就可以自己享用。送人 有实用价值 装饰 但这些困难并非能够否定我们创业项目的可行性。盖茨是由一个普通退学学生变成了世界首富，李嘉诚是由一个穷人变成了华人富豪第一人，他们的成功表述一个简单的道理：如果你有能力，你可以从身无分文变成超级富豪；如果你无能，你也可以从超级富豪变成穷光蛋。现在是个飞速发展的时代，与时俱进的大学生当然也不会闲着，在装扮上也不俱一格，那么对作为必备道具的饰品多样性的要求也就可想而知了。7、你喜欢哪一类型的 DIY手工艺制品？创业首先要有“风险意识”，要能承受住风险和失败。还要有责任感，要对公司、员工、投资者负责。务实精神也必不可少，必须踏实做事；指导教师签字：年 月 日