Hardfill坝建基面的非线性等效应力分析

有限单元法在计算坝踵、坝趾的应力时存在网格划分标准的问题,使得坝踵、坝趾的应力无法作为设计大坝的依据.利用有限单元法的计算成果,采用基于矩法的非线性等效应力分析,得出了Hardfill坝建基面的等效应力,阐述了该法的应用,并且对比得到网格尺寸等影响因素对于建基面的非线性等效应力的影响很小.有限单元法的计算结果和等效应力法计算的应力可为坝体强度的综合评定提供相应的依据.     

基于ANSYS的重力坝建基面等效应力计算

采用ANSYS进行重力坝坝体应力分析时,坝踵、坝趾等角缘部位存在应力集中现象,转化为等效应力可以有效地避免这个现象,但ANSYS没有提供专门的等效应力计算模块.本文基于ANSYS软件计算重力坝应力,采用VB可视化编程直接访问ANSYS数据库,结合等效应力计算公式实现对重力坝建基面等效应力计算,并通过算例验证了其实用性、...     

地质软弱带对重力坝坝体、坝基工作的影响分析

文章假定在重力坝坝基中存在不同位置的软弱带，对重力坝进行了整体非线性有限元计算，分析坝基软弱带对坝趾、坝踵及坝顶的位移、岩基与坝体在坝踵处的竖向正应力以及坝趾附近塑性区的变化情况，得出了坝基中软岩距坝趾的不同位置时，对坝体、坝基应力应变的影响的初步计算结果，可为重力坝坝线的选择提供参考数据。     

基于有限元等效应力的重力坝坝踵应力分析

采用有限元进行重力坝坝体应力分析时,坝踵应力的取值一直是坝工界长期关注的问题。基于有限元等效应力的思想,提出了一种新的简化等效方法,通过限制网格的大小来计算坝踵应力,得到的应力值可作为设计的参考。     

混凝土重力坝局部等效应力法初探

在混凝土重力坝有限元应力分析中,坝踵和坝趾的应力随网格剖分尺寸的减小而急剧增大.针对该问题.提出局部等效应力方法.即对坝基面坝踵和坝趾局部区域进行局部等效处理.坝基面中间大部分区域仍采用有限元计算.通过对坝基面局部等效处理长度进行敏感性分析,认为坝踵、坝趾各取1/6～1/4坝底宽进行等效处理.可以得到较稳定的等效应力值,坝踵、坝趾处最小单元尺寸应在1/12～1/8坝底宽.进而基于局部等效应力法分析了坝基变模对坝体变形应力状态的影响,认为局部等效应力法能较好地反映坝基不同变形模量对坝体应力状态的影响.     

基于ABAQUS的拱坝三维有限元等效应力计算

在拱坝三维弹性有限元计算中，近基础部位会出现明显的应力集中，而坝踵坝趾常为拱坝应力控制的关键部位，得到其准确的应力分布对指导设计具有重要意义。通过ABAQUS进行拱坝三维有限元计算，结合Python二次开发实现拱坝建基面任意积分路径应力的提取和截面内力的计算，并通过材料力学法完成局部等效应力处理。计算表明：该方法能实现建基面任意路径下的应力等效，有效改善坝体应力集中现象。     

重力坝坝踵应力控制标准的研究

重力坝坝踵应力控制标准问题一直是个难于解决的问题,为了研究这个问题,采用有限元线弹性模型对4种不同高度的重力坝、3种坝体下游边坡、3种地基和坝体弹模比、28组不同网格尺寸进行了计算分析,得出了不同高度、下游边坡、地基与坝体弹模比、网格尺寸情况下重力坝坝踵应力的分布规律,并且得出重力坝采用有限元计算分析的情况下,主拉应力...     

重力坝厂房坝段应力及变形的有限元法复核

利用有限元软件ANSYS对已建故县的水库混凝土重力坝在两种工况下的应力和变形进行复核。复核结果为：最大拉应力出现在坝体坝踵处,达2.654 MPa,最大压应力出现在坝址处,为-5.06 MPa。从坝体基础的位移计算结果来看,与运行期观测数据较吻合,就整个坝体而言,绝大部分处于受压状态,但坝踵处与基岩接触面的局部有应力集中。     

重力坝计算与实测坝踵应力差异中扬压力作用研究

坝踵应力是评价重力坝安全的重要指标,按无拉应力准则设计的重力坝采用有限单元法分析时往往出现较大的拉应力,但实际工程中未见观测到拉应力的报道,有的甚至出现较大压应力,同时实测应力变幅往往远小于计算值。本文统计了国内外24座重力坝观测结果,分析了坝踵应力蓄水前后变化特点,以一典型重力坝断面为例,采用材料力学法和有限元法对坝踵应力进行计算,对比分析了理论坝踵和实测坝踵应力变化规律,重点研究了扬压力对两个坝踵点应力贡献作用,揭示了计算和观测坝踵应力差异的原因之一。结果表明：理论上的坝踵应力是坝踵基岩一侧计入扬压力作用的有效应力,实测坝踵应力则是距基础一定距离、坝体混凝土内部的总应力,两者存在一个与扬压力接近的应力差;按无拉应力准则设计的重力坝,坝内测点不会出现拉应力,最小压应力为0.5～1.0倍的上游水头;实测坝踵的有效应力取决于渗流场和孔隙水压力系数(B系数),该点渗透压力变幅小于上游水头且存在滞后,致使应力变幅明显小于理论坝踵应力变幅;扬压力在理论坝踵和实测坝踵的作用差异是实测与计算坝踵应力差异显著的重要原因之一。     

坝踵裂缝深度对混凝土重力坝可靠度的影响

已建成的绝大多数混凝土重力坝的坝踵部位均会不同程度地出现裂缝,有必要研究裂缝开展深度对坝体安全度的影响。基于Matlab软件,人为地在坝踵沿建基面方向设置不同深度的裂缝,利用材料力学原理建立重力坝沿建基面的抗滑稳定、坝趾抗压强度和坝踵抗拉强度的功能函数,分析了不同裂缝深度对上述三种情况可靠度的影响。研究结果表明:裂缝的存在对坝体抗滑稳定影响较小,但可靠度随建基面抗剪强度指标的下降而减小;裂缝的存在对坝趾抗压强度和坝踵抗拉强度的可靠度影响较大,随坝踵裂缝长度的增大,可靠度下降很快。     

h-型自适应有限元法分析中的大坝应力取值标准

本文提出了基于自适应有限元法计算的应力取值标准，即给定一个全局误差限作为自适应有限元网格剖分的准则，以此网格计算所得的应力即为有限元应力取值，它适用于工程计算的Z^2后验误差估计方法以及h-型自适应策略。作为算例，文中给出了一个典型的重力坝剖面线弹性自适应有限元计算。结果表明，给定一个全局误差限，网格剖分调整若干次后即可满足误差要求，不会出现因角缘应力集中而导致的剖分不收敛情况；对于不同的初始网格，给定一个全局误差限，可以得到应力水平相当的有限元应力取值；存在一个全局误差限，超过该值后，继续降低误差限，坝踵和坝趾的角缘应力趋于稳定值。     

某重力坝岸坡坝段上游面裂缝对工作性态影响分析

某重力坝岸坡两个坝段上游坝踵附近存在裂缝,考虑极端恶劣情况,即不考虑上游面裂缝前混凝土,采用有限元和材料力学两种方法对大坝工作性态进行分析,给出结构变形、应力和抗滑稳定安全情况.结果显示,存在裂缝时,坝体刚度减小,顺河向和横河向变形值增大,坝踵和坝趾压应力值较设计情况略有增加,未出现应力恶化现象;坝段抗滑安全系数略有减小,仍满足安全要求.整体来看,现有裂缝对结构工作性态不会产生明显影响,坝体可以安全运行.     

设计地震作用下拱坝的等效应力应用研究

有限元法由于其适用性强的特点而大量应用于拱坝的应力分析中,但由于有限元法计算结果受网格尺寸和网格形态的影响较大,且易在坝踵和坝趾出现应力集中效应,给拱坝的应力评价带来困难。目前有限元等效应力法多应用于拱坝的静力分析中,但对于拱坝在设计地震作用下的应力分析,仍没有明确的评价标准。本文将有限元等效应力法扩展应用于拱坝的动力分析中,结合沙牌拱坝的工程实例,采用抗震规范的承载能力极限状态设计式对坝体强度进行评价,评价的结果和实际情况较吻合,为等效应力在拱坝动力分析中的应用提供了有益的探索。     

论混凝土拱坝有限元等效应力

有限元法计算功能很强,但由于应力集中,难以直接用于混凝土拱坝体形设计,本文首先说明采用笔者提出的有限元等效应力可以解决这一矛盾,然后给出它的计算方法和计算结果,最后说明有限元等效应力的控制标准。笔者提出的上述方法和控制准则已为我国《混凝土拱坝设计规范》( DL/T 5346-2006 )所采用。     

基于矩法的重力坝建基面非线性等效应力分析

针对重力坝建基面角缘应力问题提出了非线性等效应力的概念。采用多项式表示等效应力,根据等效应力的各阶矩与有限元应力相应的各阶矩相等,确定多项式的系数,进而得到等效应力的分布。分析表明,当前普遍采用的线性化等效应力仅是非线性等效应力在一次矩等效时的特例。重力坝算例说明,2阶等效应力具有一定的网格稳定性,适合在重力坝工程中比较局部角缘应力。     

重力坝的实测坝踵应力及原因分析

本文总结了多年来国内外重力坝坝踵应力的主要观测成果。大量事实表明 ,蓄水后水压对坝踵应力影响甚微 ,坝踵仍处于受压状态 ,垂直向压应力通常可达 1 MPa～ 2 MPa。其形成主要原因可能是蓄水后混凝土上游面湿度增加、坝体降温及基础灌浆等综合作用所致。文章为改进我国今后在坝工设计及安全管理工作提供了可靠依据。     

重力坝坝踵主拉应力区分布规律的探讨

本文应用有限元方法，计算了多种情况下的重力坝的应力。以坝踵主拉应力区相对宽度为变量，探讨了重力坝坝踵主拉应力区的范围和应力分布规律。