基于施工期温度仿真的小湾高拱坝结构诱导缝设置效果分析

考虑施工期至运行期全过程瞬态温度荷载和水荷载的影响,采用无厚度的接触单元模拟诱导缝的工作性态,分别采用整体模型和子模型对小湾高拱坝坝踵附近诱导缝的设置效果进行了全面、深入分析.从整体仿真计算结果来看,小湾拱坝设上游结构诱导缝后,坝踵应力可以得到较大的改善,且对坝体的整体性影响较小.仿真计算结果为小湾拱坝结构诱导缝设计提供了科学依据.     

考虑地基松弛后的小湾拱坝诱导缝布置分析

针对小湾拱坝出现地基松弛的实际工程条件,应用三维弹粘塑性有限元方法,分别对两种底部诱导缝布置方案进行对比分析计算,研究不同诱导缝布置方案对拱坝结构的影响,以及坝体内诱导缝面上的力学行为,综合评价在原设计方案基础上结构诱导缝沿左右岸各延伸两个坝段后的效果及其利弊.研究结果表明:两种方案的诱导缝设置高程均是合适的;与基本布置方案相比,诱导缝设置范围扩大后,对拱坝的整体影响并不显著,但对低高程局部部位的影响较明显,低高程部位坝基基岩的抗剪能力削弱明显,有可能影响坝基坝肩防渗体系的可靠性.通过综合考虑,建议采用基本诱导缝布置方案.     

碾压混凝土拱坝诱导缝的非线性断裂研究

本文在总结国内外碾压混凝土拱坝诱导缝设置情况的基础上，提出了一种新的诱导缝形式，并结合这种诱导缝形式，利用等效断裂非线性分析方法研究了诱导缝结构分析模型，得到了一些参数对诱导缝典型结构开裂影响规律。最后，对碾压混凝土拱坝诱导缝的设置及其控制作用进行了计算分析研究，得到了一些有意义的结论和结果。以上的计算工作都是采用自编的基于非线性断裂力学中钝裂纹带模型和三线型拉应变软化曲线的结构分析程序ＲＣＣＳＡＰ进行的。     

高碾压混凝土拱坝结构特性试验研究

本文结合沙牌碾压混凝土拱坝坝体设置三条诱导缝，坝体设置周边应力释放缝，坝体不设缝的三种情况，进行了整体结构模型试验。分析了坝体的应力、变形及破坏特性，为工程的设计和施工提供了参考依据．     

碾压混凝土拱坝破坏试验中诱导缝相似模拟研究

以沙牌碾压混凝土拱坝的模型试验为例，运用断裂力学理论，推导出了模型破坏试验中诱导缝模拟的相似条件，得出了在碾压混凝土拱坝破坏试验中，原型与模型拱坝要满足常规结构模型试验的相似关系，同时诱导缝模拟还要满足诱导缝开裂相似条件及诱导缝抗剪断强度相似条件的结论。     

桑郎碾压混凝土拱坝应力场仿真计算及分缝设置

在应力场隐式解法的基础上,结合桑郎拱坝工程,进行了大坝施工期和运行期的温度场和应力场仿真分析,在分析中温度场计算考虑了混凝土水化热温升、气温变化、浇筑间歇、边界条件的改变等因素,应力场计算考虑了坝体自重、水压力、温度荷载、徐变及混凝土弹性模量随龄期的变化等因素.根据应力场的仿真计算结果,在拱坝高拉应力区模拟设置横缝.仿真计算的结果表明,桑郎拱坝横缝释放应力的作用显著,横缝的设置合理.     

薄层接缝单元及其在拱坝接缝模拟中的应用

在拱坝等结构的非整体性分析中,横缝、诱导缝等接缝对大坝变形及应力状态影响较大,坝体接缝的模拟是计算分析的关键。为对坝体接缝力学行为进行较为合理的模拟,提出法向和切向本构关系均采用双曲线模型的薄层接缝单元,算例验证表明这种薄层接缝单元可以较好地模拟在循环荷载作用下接触面拉压交替的现象。对接触接缝单元的刚度系数、摩擦系数和单元厚度等因素进行了敏感性分析,并阐述了采用这种薄层接缝单元模拟拱坝横缝和诱导缝的方法。将薄层接缝单元用于模拟某实际碾压混凝土拱坝工程中的接缝,计算结果表明横缝和诱导缝对其附近区域坝体拉应力有较大的削弱作用,同时这种薄层接缝单元也可为其它类似接缝模拟计算提供参考。     

设上游底缝对高拱坝应力状态的影响

应用三维有限元方法对小湾高拱坝设上游底缝的影响规律进行了初探,分析了无缝和有缝以及干缝与湿缝对拱坝应力和变位的影响规律.结果表明:设上游底缝是改善拱坝应力状态的一个有效的工程措施.     

基于人工神经网络的沙牌RCC拱坝可靠度分析

为解决拱坝可靠度分析中响应与荷载及参数间难以用显示函数表示的问题，将非线性分析中的人工神经网络方法就用于含诱导缝的高碾压混凝土拱坝的结构可靠度分析。计算得出沙牌拱坝上下游坝面及诱导缝结点的可靠度指标β，进一步完善和补充了“九五”国家科技攻关的内容，为工程设计和施工提供参考依据。     

高拱坝抗震设计分析

对高拱坝的抗震设计进行了分析,包括拱坝坝体-地基-库水动力相互作用分析、高拱坝坝肩抗震稳定分析、横缝对高拱坝抗震设计的影响,仅对高拱坝抗震设计研究的几个方面进行了概括总结.     

Study on equivalent strength for crack directors of RCC arch dam based on size effect rule

The size effect rule of roller compacted concrete (RCC) fracture toughness was reached on the analysis of fracture toughness of RCC specimens, which have been done by project team. And then the rule was applied to the calculation formula of equivalent strength of crack director in the RCC arch dam, thus a simple and useful formula was reached. The study shows that the equivalent strength of crack directors increases with the increasing intensity of concrete, but the surplus rate of strength of crack directors section decreases with the increasing intensity of concrete and the distance between centers of adjacent crack directors, and that bilateral interval crack directors are more efficient in weakening the strength of section than unidirectional interval crack directors in the case of the same distance between adjacent crack director centers. A good design for crack directors of RCC arch dam is proposed via the rule.     

碾压混凝土坝诱导缝研究进展

碾压混凝土坝诱导缝研究近年来发展较快,为了对其有一个全面地了解,对碾压混凝土坝诱导缝的研究状况从三个不同的方面进行了介绍,同时对诱导缝等效强度研究中存在的问题作了分析,并针对存在的问题讨论了诱导缝的一些研究方向。     

PVA纤维在水工高拱坝混凝土中的应用

拱坝由于具有优良的力学性能和造价的经济性,使得拱坝特别是高拱坝在我国水电工程中得以大量应用.拱坝因为体型复杂,除温度外,坝体的自重和水荷载也能在拱坝坝体内引起相当大的拉应力,因此提高拱坝混凝土的抗裂能力是人们十分关注的问题.由于PVA纤维具有极高的弹性模量,良好的韧性和阻裂性等优点,将PVA纤维掺入高拱坝混凝土中可以提高其抗裂性能,从而改善拱坝混凝土的耐久性,提高拱坝混凝土的耐久寿命.     

普定碾压混凝土拱坝温度场仿真研究

利用ANSYS软件及其二次开发技术,基本实现了碾压混凝土拱坝温度场全过程的仿真计算. 根据数值仿真计算并结合理论分析及我国首座碾压混凝土拱坝某些温度监测数据,得出了影响坝体温度场变化及其仿真计算可靠性的主要因素. 为检验普定拱坝温度场仿真分析结果的合理性,将仿真结果与实测值进行了比较分析,计算分析结果可为深入研究普定碾压混凝土拱坝真实工作性态提供参考依据,具有一定的工程应用价值.     

拱坝非线性全调整分载法研究

基于拱坝全调整拱梁分载法的基本原理,导出材料非线性条件下的拱梁刚度方程,给出了裂缝扩展的判别与跟踪方法,并在分载法框架下研究裂缝对拱,梁应力应变的影响,形成了非线性全调整分载法。算例表明文中所述方法可行,计算结果合理,该成果可模拟拱坝在超载或材料缺陷条件下的非线性变形,开裂,裂缝扩展直至压碎破坏的全过程,可用于评估拟建和已建拱坝的安全度。     

混凝土重力拱坝极限抗震能力评价方法初探

从基于性能的抗震设防标准及理论出发,坝体某个关键性能破坏便可能影响大坝的正常运行,单一的评价准则已经不能满足对大坝极限抗震能力评估的要求。针对混凝土重力拱坝的结构特点,基于混凝土弥散裂缝模型,利用地震动超载时域分析方法,从收敛性、地震位移响应突变、塑性区贯通、坝体开裂破坏等方面,对国内某重力拱坝极限抗震能力进行了探讨和研究。研究表明,该重力拱坝的极限抗震能力为0.51g,顶拱中部是坝体相对薄弱的高地震响应区。     

复杂岩基上高拱坝坝基坝肩浅层卸荷影响与稳定性研究

采用3维地质力学模型综合法试验以及非线性有限元计算,对考虑浅层卸荷影响的小湾拱坝与地基整体稳定问题进行研究。试验中,用不同尺寸、不同力学参数的微小菱形块体对开挖出现的浅层松弛卸荷岩体进行重点模拟,同时还模拟了坝基坝肩主要的地质构造和加固方案,对主要的断层采用变温相似材料模拟,以便进行降强试验;有限元计算采用与模型试验一致的力学参数以及降强、超载步骤,对坝基浅层卸荷带用加密单元进行模拟。通过模型试验及计算分析得出,受坝基浅层卸荷的影响,在超载过程中坝踵和坝趾附近岩体首先出现开裂（对应模型试验）或产生塑性区（对应计算）,最终上游坝踵附近裂缝或塑性区贯通,说明坝基浅层卸荷对坝与地基稳定性有一定影响,为保证运行后工程安全,建议对中下部高程坝基采取固结灌浆等加固措施。     

高拱坝承载能力研究

高拱坝的破坏机理及最终承载力是高拱坝设计中的关键问题.总结了近年来高拱坝承载能力的分析成果,提出研究高拱坝的承载能力较之中低拱坝具有更重要的意义,分析了弹塑性有限元法和塑性极限分析法共同用于高拱坝承载能力计算的合理性,讨论了超载方式对承载能力的影响,分析了拱坝发生破坏的判别依据以及建议根据拱坝对应的弹性状态、开裂状态和极限状态分别求其安全度.