无单元法在小湾拱坝开裂计算中的应用

本文利用单元法便于追踪结构开裂的特点，并针对拱坝的受力特点，提出了一种适合拱坝三维开裂分析的方法，并对小湾拱坝进行了开裂追踪计算，无单元法计算拱坝开裂方便而实用，具有很好的应用前景。     

东江双曲拱坝体型设计及应力分析

拱坝的体型设计和应力分析是拱坝设计的主要内容之一。本文扼要地论述了东江拱坝体型设计;分析比较了有限单元法、拱梁分载法程序和计算与实验的成果。由此看出诸法程序算得的拱冠、拱座主应力沿坝高分布的趋势与规律是一致的;东江拱坝应力状况能满足设计要求。东江拱坝应力分析表明:在目前拱坝设计中,拱梁分载法可作为基本的应力分析方法,而其它方法作为校核。     

三维无单元伽辽金法及其在拱坝分析中的应用

本文介绍了三维无单元伽辽金法的基本理论，并将其应用于拱坝结构分析中，基于变分原理推导出三维线弹性无单元伽辽金法的整体平衡方程。为了处理实际水利工程中断层、宏观裂纹等不连续情况，采用可视准则处理不连续面对积分点影响域的影响，同时考虑不连续面两表面相互作用对整体平衡方程的贡献。编制了三维无单元法计算程序并用以分析拉西瓦水电工程拱坝一地基系统模型，结果表明，其反映了拱坝在水荷载作用下的位移分布规律。     

高拱坝坝后背管结构静动力分析

对于拱坝和背管这一复杂的大型结构体系，目前最有效实用的计算方法为有限单元法，而拱冠梁法等对处理带有压力管道的整体结构难度较大。采用大型通用结构分析软件ANSYS及其子模型技术，对有无背管拱坝结构的静动力特性进行分析研究，探讨了高双曲拱坝坝后高背管的技术可行性、存在的问题及解决办法，并提出优化意见。     

高拱坝抗震安全评价指标研究——以白鹤滩拱坝为例

为研究拱冠梁中上部在地震作用下的局部稳定性,提出合理的局部抗震安全评价指标,本文以白鹤滩拱坝为例,建立三维有限元模型进行数值模拟计算。将拱冠梁中上部作为研究对象,以基于坝段的抗滑安全系数及抗滑安全系数持时作为局部安全评价指标,研究了两个指标随地震动峰值加速度(PGA)的变化规律及其沿坝段高程的分布规律,并基于指标的统计结果明确了拱冠梁中上部薄弱位置。结果表明,随着PGA的增加,拱冠梁中上部抗震安全薄弱面所在的位置是逐步降低的。PGA低于0.8g时,拱冠梁中上部位抗震安全的薄弱面位于0.79~0.83倍坝高位置;PGA大于等于0.8g时,拱冠梁中上部抗震安全的薄弱面位于0.76~0.79倍坝高位置。本文计算结果与高拱坝振动台地震破坏试验结果相近,提出的评价指标应用于拱冠梁中上部的评价效果较好,可为高拱坝中上部抗震薄弱部位的定位及大坝安全监测提供参考。     

考虑开裂深度约束的拱坝体形优化设计

本文引进裂缝深度约束条件，研究了拱坝开裂条件下的体形优化设计问题.结构分析采用超级有限单元法，既能有效控制计算规模又能方便地反映结构开裂的局部特性.对小湾拱坝和溪洛渡拱坝进行的优化设计研究表明，在优化过程中允许开裂并考虑开裂约束条件，可以更好地挖掘拱坝潜力，进一步减小坝体混凝土方量.     

大岗山拱坝陡坡坝段并缝形式研究

大坝设计时,由于陡坡坝段体形相对较差,且受基岩及相邻坝段约束较强,若分缝形式不合理,将产生过大的局部拉应力,给坝体混凝土带来开裂风险。为改善陡坡坝段的应力状态,以大岗山拱坝为例,根据拱坝温度边界条件,采用有限单元法模拟混凝土浇筑过程,对陡坡坝段不同的分缝形式进行了应力仿真分析。结果表明,大岗山拱坝陡坡坝段采用斜缝的分缝形式是合适的,能有效改善坝体应力分布、减少应力集中、提高拱坝抗裂安全度。     

拱坝非线性开裂分析的分载位移法

通过对拱坝非线性开裂问题的研究提出了拱坝非线性分载位移法的计算模型，推导了非线性状态下，拱坝截面内力与曲率关系的公式。确定了拱坝开裂分析中混凝土破坏条件。拱坝非线性开裂的分载位移法可用于拱坝非线性静动力分析、超载分析和开裂问题研究，可模拟坝的破坏过程。根据本文公式，模型编制的程序已用于拉西瓦水电站拱坝、小湾水电站拱坝的非线性开裂分析和超载分析，实践表明，该方法正确，成果合理，可用于解决实际工程问题     

拱坝的多拱梁非线性分析

多拱梁法和有限元法是目前拱坝设计的两种基本方法，我们建立了一套比较完整的拱坝非线性多拱梁法和程序，首次把Ｓａｅｎｚ非线性应力应变关系引用到多拱梁法中，提出了拱与梁开裂后失效角的概念和计算方法，还提出了拱坝沿建基面滑动的整体失稳的计算方法，此时，可以考虑混凝土开裂、破坏，沿建基面滑动，分期施工，分期蓄水，以及逐步施加增量荷载，直到找坝整体失稳，从而求得拱坝的整体安全系数。     

江口水电站拱坝体形设计

江口拱坝基地质条件复合，以拱坝分析与优化软件系统ADAO为工具，在相同的设计条件下，设计时选择了三心圆，抛物线，对数螺旋线和以中心线曲率半径描述的混合曲线（以下简称为混合线）等4种平面拱圈形式分虽作拱坝体形优化设计，结果表明：4种线形均能适应江口地形地质条件，而抛物线形适应能力更强些，故江口拱坝选定抛物线平面拱圈形式，各种线形拱坝的拱冠梁上游面曲线，拱冠厚度，拱端厚度,拱冠处平面拱圈中心线曲线半径等参数沿高程均采用3次多项式描述，在大量敏感性分析基础上作出了体形，经多方法，多程序计算分析，有是适应坝址地表地质条件的合理体形。     

温降和水库蓄水引起的碾压混凝土拱坝裂缝分析

施工温降是引起碾压混凝土拱坝裂缝的主要荷载。均匀温降作用下拱坝在裂缝前整个断面处于受拉状态，最大拉应力出现在拱端上游面和拱冠下游面。均匀温降使碾压混凝土拱坝全断面受拉，坝体形成深层的或贯穿性的裂缝对拱坝的危害较大。施工温降在水库放空时所产生的裂缝深度一般比水库蓄满时大。水荷载所产生的压应力可以部分或全部抵销温降所产生的拉应力。一般来说，上游水荷载对拱坝的作用更大，它在拱圈大部分区域产生很大的压力，因而使裂缝的扩展受到抑制。用水平拱作为计算图形进行结构分析，能较好地反映出碾压混凝土拱坝的应力和裂缝状况；混凝土的钝裂缝带模型用于有限元断裂分析和确定裂缝扩展深度比较方便。     

高拱坝地震损伤破坏的数值模拟

本文在假设混凝土宏观均质的基础上考虑细观不均匀性的影响,采用带残余强度的双折线损伤演化模型和带幂函数下降段的损伤演化模型,结合带拉伸截断的摩尔-库仑破坏准则,探讨了高拱坝在地震作用下的裂缝扩展和破坏形态.某即将兴建的拱坝的计算结果表明,混凝土大坝破坏主要由拉应力引起,开裂从坝顶中部开始,裂纹主要出现在坝体上部,其余部位基本保持完好.计算结果得出的最终破坏形态与模型试验基本一致.     

小弯高拱坝坝踵开裂的有限单元法分析

在开裂单元中引入不连续形函数，然后基于虚功原理推导出开裂单元的广义刚度矩阵和广义荷载的具体表达式，以及有限元平衡方程，从而建立了一种三维裂缝扩展的不变网格有限元分析方法。运用该方法对已建的二滩拱坝和待建的小湾工程拱坝在相同的工况下进行了对比计算。计算结果表明：在目前所考虑的影响因素下，小湾拱坝和二滩拱坝的开裂范围、开裂程度及对网格疏密、混凝土抗拉强度和水力劈裂等影响因素的敏感程度都非常相似。考虑到二滩工程已建成，且运行正常，可以初步判定小湾工程的拱坝坝踵开裂危险性不大。     

小湾高拱坝坝踵开裂的有限单元法分析

在开裂单元中引入不连续形函数，然后基于虚功原理推导出开裂单元的广义刚度矩阵和广义荷载的具体表达式，以及有限元平衡方程，从而建立了一种三维裂缝扩展的不变网格有限元分析方法。运用该方法对已建的二滩拱坝和待建的小湾工程拱坝在相同的工况下进行了对比计算。计算结果表明：在目前所考虑的影响因素下，小湾拱坝和二滩拱坝的开裂范围、开裂程度及对网格疏密、混凝土抗拉强度和水力劈裂等影响因素的敏感程度都非常相似。考虑到二滩工程已建成，且运行正常，可以初步判定小湾工程的拱坝坝踵开裂危险性不大。     

强震作用下混凝土重力坝破坏模式研究

采用混凝土弥散性裂缝模型,运用非线性模型对国内某高混凝土重力坝进行破坏模式研究。通过地震超载法得到各类典型坝段最终破坏形态,并对典型坝段的裂缝演化进行了时间历程模拟,得到裂缝出现、发展至坝体破坏全过程。研究得出了不同类型坝段在极限地震荷载作用下的破坏规律,并对重力坝抗震关键部位和薄弱环节进行了总结,为实际工程中采取工程措施提供了参考。     

火甲水库双层拱坝裂缝封堵灌浆设计与施工

针对广西博白火甲水库双层拱坝坝身混凝土存在的裂缝,分析其成因,并介绍环氧树脂灌浆在拱坝裂缝化学灌浆的具体应用,阐述环氧树脂灌浆的配方选择、设计要点、施工方法、注意事项、质量检验,以及实施后的工程效果。     

重力坝水力劈裂分析的扩展有限元法

水力劈裂是高坝在高水压作用下发生破坏的主要诱因之一，针对常规有限元法分析水力劈裂问题存在的缺点，研究了采用新兴的扩展有限元法（XFEM）进行重力坝水力劈裂数值模拟的方法。通过建立考虑裂纹面水压力作用问题的虚功原理，推导出了采用扩展有限元法分析水力劈裂问题的有限元列式；给出了反映裂纹面不连续性的不连续函数数值积分方法、开裂判断准则、应力强度因子的积分方法以及裂纹面扩展过程模拟方法，从而给出了模拟裂纹面有分布水压力载荷作用的水力劈裂问题扩展有限元实现方法。最后通过向家坝重力坝坝踵水力劈裂数值分析，展示了该方法的可行性和优越性。算例表明应用扩展有限元法进行水力劈裂分析可克服常规有限元法的缺点，不需要裂纹面与有限元网格一致，不需要在裂缝周围布置高密度网格，模拟裂纹扩展过程时不需要不断地重新划分网格,极大地简化了前处理工作。     

坝体裂缝对拱坝承载力的影响

文章以下涧口水库拱坝的相关数据,选取单位高度拱圈作为研究对象,采用有限元法,应用ANSYS通用计算软件进行模拟计算分析.从拱圈开裂后出现的裂缝条数的变化,拱圈中心角的改变、跨度不同等,多方面分析裂缝对拱圈承载能力的影响.得出裂缝对拱圈的承载能力有所降低,单边开裂对拱圈承载能力降低最为明显,但裂缝数量的增加对拱圈的承载能...     

设上游底缝改善拱坝应力状态的研究

本文首次采用边界元法对拱坝设上游底缝的影响规律进行了研究，分析了底缝设在不同高程、底缝的缝深不同以及干缝和湿缝对拱坝应力和变位的影响规律. 分析结果表明：设上游底缝是改善拱坝应力状态的一个有效的工程措施。