混凝土结构徐变效应的仿真分析方法探讨

混凝土的徐变包括低应力水平下的近似线性徐变和高应力水平下的非线性徐变.在低应力水平下,混凝土的徐变与加载应力为近似线性关系,可以应用线性本构模型;在高应力水平下,混凝土的徐变与加载应力表现为明显的非线性关系,线性本构模型不再适用.本文分析探讨了混凝土徐变的非线性本构模型,并以ANSYS有限元软件为开发平台,开发了混凝土结构徐变效应的仿真分析程序,程序仿真模拟了混凝土结构徐变的依时性.文中给出了混凝土重力坝徐变效应分析的仿真分析算例.     

混凝土重力坝的裂缝跟踪分析

通过对混凝土重力坝在外荷载作用下裂缝问题的分析，提出了一种估算应力的方法．该方法能加速在运用有限元法寻找坝体裂缝开展长度时的迭代过程，节省大量机时，以实现对混凝土重力坝在外荷载作用下裂缝开展的跟踪分析     

混凝土坝施工过程仿真分析若干问题探讨

从材料参数描述、施工参数描述、等几个方面论述混凝土坝施工过程仿真分析面临的主要因素,并探讨了解决问题的可能途径,为进一步开展混凝土坝施工过程仿真分析研究提供参考。     

ANSYS对混凝土重力坝进行2D和3D分析之比较

利用有限元软件ANSYS对水利枢纽中的混凝土坝体进行二维和三维分析,通过分析应力和变形规律可以看出:二维和三维应力场和变形分布规律相同。这为大坝的设计提供了依据。     

砼坝的三轴非线性应力计算程序设计方法探讨

目前在砼坝承载力设计中采用的是用简单参数准则表达的经验安全系数设计法。但砼坝一般都处于复杂应力状态。研究表明,采用经验安全系数和单轴强度表达的计算方法不能反映出于复杂应力状态下的砼坝的真实强度特性,其计算结果与实际情况有较大距离。本文提出了在砼坝有限元应力分析程序中引入Ottosen四参数强度准则和Gerstle-Stankowski增量型非线性砼本构关系的计算程序编制方法。     

混凝土坝施工过程仿真分析若干问题探讨

从材料参数描述、施工参数描述、计算规模与速度、力学模型描述、结构边界变化等几个方面论述混凝土坝施工过程仿真分析面临的主要困难 ,并探讨了解决问题的可能途径 ,为进一步开展混凝土坝施工过程仿真分析研究提供参考 .     

金安桥水电站碾压混凝土厂房坝段快速施工温控方案分析

以金安桥水电站碾压混凝土坝最高和最宽的8号厂房坝段为例,采用三维有限元法模拟碾压混凝土坝的浇筑过程和温控措施.针对浇筑层厚度、层间间歇时间及温控措施的不同情况,结合碾压混凝土的施工特点和金安桥工程特点,拟定了进行快速施工温控方案研究的5个计算方案,对各计算方案进行坝体温度场和温度应力场的综合分析.分析结果表明,仅方案Ⅴ能满足温控标准.最后提出了可供设计、施工参考的大坝快速施工和相应的温控方案,以及拟进一步分析的问题.     

钢筋混凝土框架结构在温度及收缩作用下的徐变应力分析

混凝土结构在温度及收缩作用下的徐变应力分析是其裂缝控制计算的基础,为此,推导了基于“徐变应力折减系数法”的钢筋混凝土框架结构在温度及收缩作用下的徐变应力折减系数计算公式．     

基于ANSYS二次开发的大体积混凝土温度徐变应力分析

基于大型商业软件ANSYS提供的参数化设计语言(APDL)和用户可编程特性(UPFs),通过修改ANSYS提供的USERMAT.F源程序,将混凝土徐变模型和本构方程引入ANSYS.在USERMAT.F中通过高斯积分直接生成温度徐变荷载,实现混凝土温度徐变应力分析,克服了传统通过调用温度徐变荷载文件而计算效率较低的缺陷.研究表明:自定义编写开发的混凝土温度徐变应力计算模块,可高效求解大体积混凝土在水化热作用及天然冷却下产生的温度场及温度徐变应力场,并得到温度及应力的分布和变化规律.研究成果对ANSYS的二次开发具有重要的理论意义,对揭示混凝土早期应力变化规律具有工程指导价值.     

基于率性损伤模型的混凝土重力坝地震响应分析

为研究混凝土材料动态力学特性与应变率的关系,引入损伤张量随应变率的变化建立了应变率相关的砼非线性损伤模型,并对一混凝土重力坝的地震响应进行了分析．结果表明,在地震过程中的混凝土应变率变化使得结构各处的强度和刚度提高的程度不同,对结构控制部位的响应和安全性评价有重要影响．     

碾压混凝土坝可靠性分析

以碾压混凝土坝为对象 ,利用随机有限元方法 ,研究了坝体及坝体层面的可靠性 ,得出若干规律 ,可供工程设计参考 .     

水泥混凝土路面沥青加铺层温度应力分析

温度应力是引起水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的主要因素之一,当温度降低沥青加铺层变形受阻时,水泥混凝土路面接缝或裂缝处沥青加铺层会因温度应力集中而产生反射裂缝.采用三维有限元方法分析了沥青加铺层的温度应力与降温幅度、加铺层厚度、土工合成材料模量之间的关系,结果表明,在温度较低及昼夜温差较大的地区应采取必要的措施以抵抗温度应力带来的不利影响     

岩石非线性蠕变模型

在西原模型的基础上,研究建立了一种新的岩石非线性蠕变模型.首先,在分析岩石宏、细观蠕变过程的基础上,提出了蠕变参数变化率概念;以此为基础,统一建立了等速蠕变和加速蠕变阶段的岩石蠕变参数变化公式.然后,利用该非线性蠕变参数以及根据岩石的屈服软化过程,以西原模型为基础,建立了岩石的非线性弹-粘弹-粘塑性蠕变模型.最后,将单轴压缩蠕变试验结果与数值计算结果对比,验证了模型对于描述岩石全过程蠕变变形破坏的正确性.     

非线性比例边界有限元在面板坝分析中的应用

面板坝结构尺寸相差悬殊,高效的精细化分析手段是面板坝抗震研究的重要工具。结合非线性比例边界多边形单元法和高效的四分树离散技术,进行了面板坝高效精细化分析应用研究。采用比例边界多边形单元法和传统有限元法,对相同面板坝模型进行静动力及永久变形分析;结合四分树离散技术,进行了典型面板坝结构的高效跨尺度精细化分析应用。结果表明：计算结果分布合理,两种方法吻合度高,比例边界多边形有限元可与传统有限元一样便捷地进行大坝全过程数值分析计算;比例边界有限元可与传统有限元不能直接求解的四分树技术实现无缝耦合,进行高效的跨尺度精细化分析应用,且可快速完成分析模型重建,大幅改善了分析效率,可为结构局部损伤演化、渐进破坏研究提供技术支撑。     

基于砂岩蠕变试验的非线性蠕变模型辨识研究

为了研究砂岩的蠕变特性,利用全自动三轴伺服仪对砂岩试样进行10 MPa围压下的常规三轴试验和蠕变试验。为有效描述蠕变全过程,提出了一种含分数阶导数的非线性蠕变模型并进行验证。结果表明:在蠕变衰减、稳定阶段,试样环向蠕变速率和轴向蠕变速率比较接近;在蠕变加速阶段,试样的蠕变速率迅速增大,环向较轴向先发生加速蠕变,且环向加速蠕变速率更大,稳定蠕变速率随着应力水平的增大而增大,环向稳定蠕变速率增幅较轴向大,可见环向蠕变速率受应力水平影响更大,建立的含分数阶导数的非线性蠕变模型能较好模拟蠕变全过程,具有较高的准确性。     

浇筑式沥青混凝土心墙堆石坝的应力分析

结合沥青混凝土心墙堆石坝的结构特点 ,对堆石坝体、刚性副墙、沥青混凝土心墙分别采用了合理的计算模型 ,提出了刚性副墙与心墙接触面的模拟方法 ,研究了心墙的局部应力问题 ,并用该方法对某沥青混凝土心墙坝进行了计算 ,得出了一些规律性结论 .     

混凝土板非线性分析的微平面法

讨论了混凝土板非线性分析的微平面法.首先,介绍了微平面法的最新进展、优点和五个基本假设.基于这些假设导出了混凝土的一般本构关系,并进一步给出了本构关系中所包含各参数的显式表达式.然后将混凝土板分成若干层,建立起每层板节点力与节点位移之间的关系.再应用虚功原理,获得了混凝土板有限元分析的计算公式.最后,为了验证本文数值方法,计算了一混凝土板在五个集中力作用下板中心位移与外力之间的关系.数值解与实验数据之间的良好一致性初步证实了该方法的有效性.     

余能原理基面力元法在重力坝应力分析中的应用

介绍了二维线弹性问题的余能原理基面力元法。该方法以基线力表征物体的受力状态,以其对偶量位移梯度表征物体的变形状态。通过重力坝算例与平面4节点等参元（Q4模型）和平面4节点减缩积分单元（Q4R模型）的对比分析,探讨了基面力元法应用于重力坝应力分析的可行性。数值分析结果表明,基于余能原理的基面力元法具有较高的计算精度,可以应用于重力坝应力分析问题,有较广阔的应用前景。     

一种混凝土桥梁徐变的有效计算方法

为了研究由徐变、收缩引起的变形对桥梁结构的影响,以力的增量形式推导出计算各施工阶段徐变次内力、徐变变形的递推公式,同时将本文的递推公式和传统的位移增量递推公式分别编制计算程序,利用有限元原理就奉化江大桥的施工结束阶段时徐变次内力和徐变变形进行模拟计算,并对两种计算结果进行了比较,提出一种有效计算混凝土桥梁徐变效应的方法.