混凝土单曲拱坝运营期有限元分析

采用有限单元法对白莲崖水电站碾压混凝土拱坝进行仿真分析,并把计算结果与拱梁分载法、有限元等效应力法的计算结果进行分析比较,指出用有限元法分析拱坝的优势和不足,为有限元法在拱坝设计中应用提供了参考依据。     

基于ANSYS的混合线型拱坝等效应力计算

在拱坝应力分析中,有限单元法在计算理论上优于拱梁分载法,并已经广泛应用于拱坝的仿真计算和应力分析。但在弹性理论下,有限元法应力计算结果与所采用的单元类型存在密切关系,且近基础部位存在着严重的应力集中现象。为了解决这一问题,一些学者提出了等效应力法作为改进,但由于拱坝线型不同,采用的参数计算方法亦不同。因此,对混合线型拱坝等效应力计算方法作了进一步改进,即只需输入混合线型拱坝的参数便可得到6种线型拱坝以及介于这6种线型之间的各种拱坝的等效应力。将该方法得到的等效应力计算结果与拱梁分载法的计算结果进行了对比,验证了其准确性和实用性。     

地震作用下拱坝有限元等效应力的计算

目前拱坝等效应力仅被应用在静力作用下的计算分析中,而且规范中没有明确规定动力作用下等效应力的应力控制标准。笔者依照相关混凝土拱坝设计规范补充计算了有限元等效应力的控制标准,以大丫口水电站混凝土拱坝为例,把有限元等效应力的计算与动力作用下的应力分析结合起来,用时程分析法计算得到动力作用下的应力最大值,进而得到静动综合作用下的应力最大值,与推导出的应力控制标准相比较,进行应力评价。     

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。     

等效应力在拱坝应力分析中的应用

拱坝应力分析方法大致可以分为拱梁分载法及有限元法两类。其中有限元法计算结果在近基础部位存在着明显的应力集中，这对拱坝的应力评价带来了困难。基于ＡＮＳＹＳ软件，通过在模型中设置薄层单元，并利用单元平衡条件计算基础部位的等效应力，可以很好解决这一问题。计算结果表明，工程实例的基础部位等效应力结果合理，满足各工况条件下拱坝应力控制标准，为工程设计提供了依据。     

有限元等效应力法在重力坝强度分析中的应用

采用有限元法进行重力坝坝体应力分析时，坝踵、坝址的应力计算结果一直无法作为设计坝体断面的依据。本文将有限单元法所求得的应力合成截面内力，用材料力学公式求出重力坝建基面上任意点对应的线性化等效应力，并分析了影响有限元等效应力的各种因素。研究结果表明，有限元等效应力法有效地避免了坝踵、坝址的应力集中现象，解决了坝踵应力随网格的变化而变化的问题，计算出的建基面应力具有数值稳定性，得出的应力结果可以按现行的重力坝设计规范规定的应力标准评价重力坝坝体安全度。因此，结合有限元结果和等效应力法计算的坝踵、坝址应力结果，可为重力坝坝体强度的综合评定提供相应的依据。     

有限元等效应力法在拱坝设计中的应用

有限元等效应力法是拱坝设计规范新规定的两种强度校核方法之一，也是规范新规定的拱坝强度设计标准。文章是基于大型有限元软件ANSYS7．1，对块泽河电站拱坝进行有限元分析及其等效应力的计算，并按规范新规定的强度标准进行校核。为结合实例介绍有限元等效应力法在拱坝设计中的运用实例。     

基于ANSYS的拱坝等效应力计算及图形显示

针对有限元软件ANSYS拱坝等效应力计算中存在的问题,以及结果不能在ANSYS后处理模块中直接进行图形显示,利用ANSYS参数化设计语言阐述了等效应力过程中坐标系设置、沿路径积分、夹角求解等关键问题的解决方法,同时采用单元转化及结点输出列表修改的方法,在ANSYS后处理模块中实现了拱坝坝面各结点有限元等效应力的计算和结果图形化显示的一体化.以某拱坝为例分析了有限元应力与等效应力在分布规律上的差异性,验证了方法的可行性.     

基于ANSYS的拱坝等效应力分析

在拱坝有限元分析成果的基础上进行等效应力计算是件繁琐的工作。利用ANSYS参数化设计语言对拱坝有限元等效应力进行了二次开发,使等效应力的计算变得简单方便,易于掌握,为有限元技术在拱坝分析中的广泛应用提供了有力的技术支持。     

拱坝应力分析的结构力学方法综述

总结了应用于拱坝应力分析的结构力学法,介绍了一些改进方法,分析了拱梁分载法的优点和存在的缺陷,并提出了新的改进思路:可以在拱坝离散时进行一定的处理,解决坝体分缝及横缝动力接触问题;对混凝土徐变的影响进行深入研究;进一步改进平均温度、等效线性温度输入方法;利用有限元地基与多拱梁法的耦合法,深入研究地基辐射阻尼作用及水体可压缩性的拱坝动力响应问题。     

基于 ANSYS 的拱坝三维有限元等效应力分析

有限单元法可处理多种复杂的边界条件,计算过程更严密,在拱坝应力分析中已广泛应用。通过对坝体的离散化,将坝体离散为相互作用的单元和节点进行复杂条件下的应力分析。采用 ANSYS 分析软件计算了某水库单曲浆砌石拱坝在多种荷载组合作用下的坝体应力及变形,实现了等效应力的参数化计算,并与拱梁分载法计算成果进行对比分析,进而对拱坝结构安全性进行分析评价。     

万家沟拱坝静力性态分析评价

针对万家沟拱坝坝体变形和渗漏问题,采用拱梁分载法和有限单元法建立了静力分析模型,并对坝体应力、变形性态进行了静力分析,为水库运行管理和除险加固设计提供依据。结果表明,该拱坝坝体强度不满足要求,容易导致裂缝的产生,已处于严重病险状态,应尽快进行除险加固。     

拱坝运行期非线性温差应力分析

按照我国现行拱坝设计规范规定，拱坝温度荷载仅考虑运行期坝体断面平均温度和等效线性温差，不考虑非线性温差的影响．给出了拱坝运行期非线性温差应力的简化计算方法，并以小湾拱坝为例，用三维有限元法、规范规定的多拱梁法以及考虑非线性温差后的多拱梁法，计算出了拱坝运行期的温度场和应力场．计算结果表明，非线性温差的影响不容忽视，并且考虑本文给出的非线性温差应力后，多拱梁法计算结果与有限元法的仿真计算结果非常一致．     

基于拱梁分载法的拱坝应力分析

运用拱梁分载法对某混凝土双曲拱坝设计方案进行了大坝静力及动力分析,选取8拱15梁对拱坝进行拱梁网格划分,计算了荷载基本组合和偶然组合下的9个计算工况,得到了上、下游坝面的应力极值。由应力极值结果表明,该拱坝设计方案应力分布规律合理,最大主拉应力值、最大主压应力值、梁向应力值与拱向应力值在控制工况下均满足我国规范规定的应力控制要求,可为实际工程设计与抗震安全提供参考。     

应力指数法在拱坝主应力满应力设计中的应用

阐述用应力指数法实现拱坝主应力满应力设计的思路和方法要点 ,介绍等截面圆弧拱坝及变截面抛物线拱坝两种算例成果 .算例表明 ,应力指数 βi 相对固定的应力指数法是适应拱坝主应力满应力优化的有效、可行的方法 ,只需在原有的拱坝应力分析程序的基础上稍加扩充即可实现 .对于初始方案基本合理的拱坝 ,一般迭代 5～8次 ,优化后坝体方量可节省 1 2 %～ 2 0 % .