大体积混凝土水化热温度场数值模拟

以某基础承台大体积混凝土施工为例,根据三维热传导理论,采用有限元软件模拟了底板大体积混凝土的温度场,根据计算值与实测值对比的结果得出：在运用有限元软件分析大体积混凝土温度场分布规律时,应科学处理有限元模型的初始和边界条件,精确计算混凝土自身的热力学参数。同时,模拟分析结果表明：采用有限元软件建立合理的模型能够较准确的模拟大体积混凝土施工期内部温度场的分布规律,这将为大体积混凝土施工提供一定的指导件意见。     

某水电站碾压混凝土重力坝温控仿真研究

论文根据某水电站碾压混凝土重力坝的特点,运用有限元软件对其温度场及温度应力进行仿真分析,建立了某水电站碾压混凝土重力坝的有限元计算模型。同时仿真分析了溢流坝段和非溢流坝段的温度第一主应力云图,均满足混凝土应力标准。该研究对某水电站碾压混凝土重力坝大体积混凝土的温控施工提供了科学依据。     

T形刚构桥承台大体积混凝土温度应力分析及试验研究

介绍了大体积混凝土温度场的计算方法和有限元模拟原理,根据实际情况确定了求解的边界条件。对某桥承台大体积混凝土施工过程的温度场进行了模拟分析,同时对温度进行了监测。根据模拟分析结果和监测数据,分析了承台大体积混凝土温度及温度应力的变化特点,结合分析结果和现场情况提出合理的降温措施有效地减小承台混凝土的温差,防止了温度裂缝的出现,确保承台的施工质量。     

大体积混凝土承台温度和应力场的三维数值模拟

应用三维有限元分析手段,对某承台大体积混凝土浇注过程中温度场和应力场的发展规律进行了三维数值研究。对比分析了采用自然冷却和通水冷却方案时承台混凝土浇注过程中温度场的发展过程,并计算了通水冷却时由混凝土温度梯度所诱发的应力场。研究结果表明,该承台大体积混凝土施工过程中的温控措施在理论上是可行的。     

台山核电站反应堆筏基混凝土考虑施工过程的温度场模拟分析

为准确模拟台山核电站筏基混凝土温度场,在有限元模拟分析筏基混凝土水化温度场时,同时考虑了龄期、温度和施工过程的影响。基于混凝土等效龄期和水化度概念,利用绝热温升曲线,确定了混凝土等效龄期水化度曲线。利用ABAQUS有限元软件模拟筏基温度场,通过HETVAL子程序实现由等效龄期水化度曲线确定的混凝土水化生热率,以此考虑龄期和温度对混凝土水化放热过程的双重影响。根据筏基施工方法及形状特性,采用1/2模型,并结合ABAQUS软件中的模型改变交互功能实现模拟施工过程。结果表明:采用等效龄期水化度,可模拟温度和龄期对水泥水化放热过程的双重影响;采用1/2模型和ABAQUS软件中模型交互功能,可模拟筏基混凝土温度场对称分布并受施工过程影响的特性;考虑施工过程模拟温升起始时刻、模拟最高温度及其对应时刻均与实测值吻合较好。     

基础筏板大体积混凝土温度场数值模拟与分析

以法门寺合十舍利塔基础筏板施工为例,根据三维热传导理论,采用有限元软件模拟承台大体积混凝土温度场,计算结果与工程实测相对比,表明计算结果与实际较吻合;分析不同养护情况对混凝土温度场的影响,结果表明养护情况对混凝土表面温度及降温阶段中心处混凝土温度影响很大,提出预防温差过大导致混凝土产生裂缝的措施。此方法可为类似工程提供参考。     

ABAQUS在高拱坝浇筑仿真分析中的应用

依据某常态混凝土高拱坝的详细施工进度和监测资料,以该拱坝单个典型坝段为研究对象,利用有限元软件ABAQUS所提供的子程序接口,编制水化热、水管冷却子程序及混凝土变弹模本构模型,对拱坝施工期全过程进行仿真计算。重点分析施工过程水泥水化热、水管冷却、变化弹性模量等因素对混凝土浇筑过程的影响,比较形象地反应施工过程中混凝土温度场及温度应力场的分布情况,验证该子程序的正确性及准确性。     

隧洞混凝土施工期温度应力分析与监控研究

根据隧洞混凝土温度场和温度应力的有限元计算原理,利用ABAQUS对实际施工过程进行模拟,得到混凝土温度场和温度应力场的分布规律,据此找出实际施工过程中的薄弱部位及加强监测部位,给出合理的温度监控布置方案。     

大体积混凝土温度应力场仿真分析

运用三维有限元分析软件ANSYS对大体积混凝土实际施工过程的温度应力场进行了全程仿真计算.以混凝土绝热温升试验结果作为仿真计算依据,计算大体积混凝土的温度场.数值模型中考虑了冷却水管作用,通过对比分析有、无冷却水管条件下混凝土结构的温度应力场,说明了水管冷却作用效果显著,同时根据仿真分析结果指导大体积混凝土设计与施工,有效防止了混凝土的开裂.     

采用有限元模拟计算混凝土的温升实例

通过工程实例,比较了混凝土温度场的常规理论计算方法及有限元计算方法,并与施工过程中的实测温度结果进行了对比.结果表明,有限元方法能够更好地模拟混凝土温度场变化,是今后混凝土温控计算的发展方向.     

基于工程类比的小湾拱坝安全评价

 将工程类比法推广到拱坝极限承载力的研究,对于小湾拱坝等超高拱坝,由于其条件复杂,工程规模巨大,简单按照规范设计是不够的,应该以已建工程为对比对象,通过类比研究确定合理的安全标准。基于相同网格尺寸、相同材料模型以及相同计算软件,以已建工程二滩和Kolnbrein加固前后作为类比研究对象,对小湾拱坝的坝踵开裂及极限承载力进行研究。以超大规模精细有限元模型精确模拟坝体的底缝和地基的地形、断层、蚀变带加固措施以及建基面卸荷带,以全面评估地质条件对极限承载力的影响。分析结果表明：小湾拱坝极限承载能力要明显强于Kolnbrein加固前后,略逊于二滩。但正常工作条件下帷幕的安全裕度不大。     

基于三维非线性有限元的拱坝坝肩稳定分析

 刚体极限平衡法不能反映岩体中实际的应力分布,而基于有限元的强度折减系数法在判断收敛性方面也存在一些问题。为了解决这些问题,采用多重网格法,分别建立用于有限元计算的结构网格和用于计算滑面稳定安全系数的滑面网格。基于有限元计算的应力结果,通过插值获得滑面的受力分布情况,然后可以方便地计算得到任意滑面或滑块的稳定安全系数,从而将非线性有限元和刚体极限平衡分析方法结合起来。为了改善计算的收敛性和提高非线性求解的精度,非线性有限元计算采用一种基于Drucker-Prager准则的理想弹塑性增量分析方法,无论是对于小荷载步长还是大荷载步长,弹塑性计算均具有很好的收敛性。该方法已经集成到三维非线性有限元分析程序TFINE中,在分析了插值方法和网格密度对计算结果精度的影响基础上,将该方法应用于某水电站高拱坝坝肩的稳定分析中。计算结果分析以及与刚体极限平衡法结果的对比表明,由于考虑了计算过程中的非线性应力调整,所提出方法的计算结果虽然比刚体极限平衡法偏大,但更符合实际情况。     

有限元并行EBE方法及应用

结构开裂和破坏过程的三维有限元分析,对大规模数值计算提出了很高的要求。基于Jacobi预处理共轭梯度法,推导了适用于分布存储并行机的有限元并行方法。在数据交换方面,采用一种按需收集、按需散发的数据交换技术,使得该方法适合于分布内存的并行机,可极大降低数据交换量,提高并行计算效率。同时,可避免形成整体刚度矩阵,显著减少内存需求,并可自动实现计算任务的分配。编制了有限元并行计算程序,采用悬臂梁算例对其进行了验证,并和普通有限元方法进行了对比,然后应用于拱坝的有限元数值分析和基于网格加密技术的四点弯曲梁开裂过程的数值模拟中。指出该方法和区域分解方法的并行实现在本质上是相同的,但EBE方法更具有工程实用意义。计算结果表明,对复杂的三维结构,该方法是一种很有效的并行计算方法。     

基于温度应力仿真分析的碾压混凝土重力坝诱导缝开裂研究

考虑彭水水电站碾压混凝土坝的实际碾压浇筑过程，采用混凝土钝裂缝带模型，在三维瞬态有限元温度应力仿真分析的基础上，对大坝诱导缝的开裂及裂缝扩展进行了跟踪计算。计算结果表明，坝体的上游面诱导缝缝端应力强度因子局部超过混凝土的断裂韧度而发生开裂，且诱导缝的开裂明显减小了坝段中部区域的拉应力。根据诱导缝的开裂分析结果，建议诱导缝的设置长度为4．5m。     

复杂地基上二滩双曲拱坝整体稳定分析

本文运用三维非线性有限元及地质力学模型技术分析了拱坝坝肩整体稳定性;建立了一种断裂—损伤模型并将其装入三维非线性有限元程序TFINE中,用以分析拱坝坝肩整体稳定性;采用该程序分析了二滩拱坝的稳定性,并做了地质力学模型试验以验证计算结论。     

白鹤滩拱坝谷幅变形预测及不同计算方法变形机制研究

中国已建成的特高拱坝如溪洛渡、锦屏一级等,在初期蓄水过程中均表现出了谷幅收缩的异常现象。而拱坝是高次超静定结构,对坝基变形尤其是不均匀变形非常敏感。从有效应力改变和岩体材料泡水弱化这一谷幅变形机制和边界施加位移这一计算手段出发,利用弹塑性有限元方法,计算并预测白鹤滩拱坝在初期蓄水过程中可能产生的谷幅变形,并分析了谷幅变形对大坝位移和应力的影响。结果表明:两种方法的计算结果相差很大;从有效应力改变和岩体材料弱化角度出发,白鹤滩拱坝两岸山体可能产生的最大谷幅收缩不大于40mm,且该谷幅变形不会很大程度上降低拱坝的整体稳定性,只是使坝体产生了新的应力集中区。而拱坝对施加边界位移具有很强的超载能力,但谷幅收缩对坝体应力的影响极小。对比发现,坝基不均匀变形是影响拱坝应力的关键因素。     

考虑流变效应的高心墙堆石坝应力变形分析

采用三维有限元法对某高心墙堆石坝的应力变形进行了计算分析,数值结果表明,大坝的应力变形值在合理范围内,基本稳定期的坝体沉降约占坝高的1．07％,该心墙堆石坝的位移及应力分布符合心墙堆石坝应力变形的一般规律。     

Dynamic failure analysis of concrete dams under air blast using coupled Euler-Lagrange finite element method

In this study, the air blast response of the concrete dams including dam-reservoir interaction and acoustic cavitation in the reservoir is investigated. The finite element (FE) developed code are used to build three-dimensional (3D) finite element models of concrete dams. A fully coupled Euler-Lagrange formulation has been adopted herein. A previous developed model including the strain rate effects is employed to model the concrete material behavior subjected to blast loading. In addition, a one-fluid cavitating model is employed for the simulation of acoustic cavitation in the fluid domain. A parametric study is conducted to evaluate the effects of the air blast loading on the response of concrete dam systems. Hence, the analyses are performed for different heights of dam and different values of the charge distance from the charge center. Numerical results revealed that 1) concrete arch dams are more vulnerable to air blast loading than concrete gravity dams; 2) reservoir has mitigation effect on the response of concrete dams; 3) acoustic cavitation intensify crest displacement of concrete dams.     

单江混凝土拱坝坝肩向斜结构抗滑稳定计算分析

单江拱坝右坝肩存在一个向斜岩体结构,在拱坝推力作用下,有可能滑动破坏.利用有限元计算坝基、坝肩的渗流场以及拱坝传递到坝肩的推力,在此基础上利用三维极限抗滑稳定计算方法,计算在各种工况情况下,向斜结构的抗滑稳定安全系数;并利用锚索对滑动体进行加固,计算满足规范要求的抗滑稳定安全系数所需要的锚索数量,以及计算分析锚索施加角度对抗滑稳定的影响.所得结果为该向斜岩体结构的抗滑设计提供了理论依据.