寿宁县麻竹坪水库砌石拱坝裂缝观测与分析

通过对麻竹坪水库砌石拱坝的温度和应力观测,分析砌石拱坝产生裂缝的原因是由温度应力造成的,并据此认为砌石拱坝的温控设计和温控施工至关重要,是避免或减少砌石拱坝裂缝产生的有效手段.观测到现坝体内温度稳定应力稳定,裂缝已经闭合,对拱坝的安全运行不会产生严重后果.观测数据和分析结论可以为今后砌石拱坝的设计和施工提供参考.     

利用定位凝聚单元确定拱坝裂缝位置的研究

确定拱坝裂缝的位置和产状是坝工界研究的前沿课题.拱坝连同地基作为一个复杂的超静定系统,计算规模相当巨大,如何减小计算规模和提高计算效率是拱坝数值分析的瓶颈问题.在现有的计算条件下,利用指定破坏路经的追踪原理,首先定位出拱坝最有可能出现裂缝的区域,将这些区域的单元作为确定裂缝的定位单元,根据工程上确定裂缝位置所需的精度,...     

紧水滩拱坝裂缝稳定性分析

为研究紧水滩拱坝已监测出的主要坝面裂缝的存在或发展对拱坝正常运行的影响,进行了裂缝稳定性数值计算,其中坝体混凝土采用理想弹塑性本构关系和Mohr-Coulomb屈服准则,含裂缝的部分区域采用子模型技术,裂缝内采用动态接触状态的分析模型.分析结果表明:已有裂缝对拱坝整体工作性态无影响,裂缝的稳定性与其位置和缝面水压作用形式有关.验证了4种工况下裂缝的稳定性,提出应对其中的3处裂缝采取防渗止水措施防止其继续发展.     

木瓜溪拱坝施工过程仿真及安全性分析

木瓜溪拱坝坝体在施工期出现了大量裂缝,导致裂缝的原因多且复杂,裂缝稳定性及其对拱坝安全性的影响是工程最为关注的重要问题。根据木瓜溪拱坝的结构设计资料、实际施工-蓄水过程、冷却措施、坝体裂缝情况,应用ANSYS软件对施工-蓄水过程的温度场进行了仿真计算,应用自行开发的三维弹粘塑性有限元分析程序COCE-3D计算了实际记录的施工-蓄水过程的应力应变,并分析了裂缝处理效果及拱坝安全性。研究结果为木瓜溪水电站下闸蓄水可行性论证提供了参考依据。     

混凝土拱坝裂缝损伤检测振动法的试验研究

通过一个假想混凝土拱坝的模型试验对混凝土拱坝裂缝损伤检测的振动法进行了研究.试验模拟了一半坝厚深度、3/4坝厚深度和贯穿全部坝厚3种深度的裂缝损伤,通过振动模态测试研究了裂缝损伤对拱坝固有频率的影响,当拱坝出现一半坝厚深度裂缝时,其固有频率就出现了明显的下降,频率下降的规律与数值模拟结果基本一致;基于实测频率数据,采用统计神经网络(SNN)可以检测出一半坝厚深度和3/4坝厚深度裂缝损伤的存在;针对两种损伤指标,利用实测模态振型数据指示裂缝损伤位置的效果进行了比较,结果表明,基于模态应变能变化的损伤指标能够指示出未贯穿混凝土拱坝坝厚裂缝损伤的位置.     

普定拱坝温度场反馈分析及开裂仿真

利用ANSYS软件及其二次开发技术,对普定碾压混凝土拱坝温度场进行了参数敏感性和仿真反馈分析研究.在此基础上,采用三维有限元法对该拱坝进行了全过程应力仿真计算.结合实测资料和计算结果,重点分析讨论了普定拱坝贯穿裂缝产生的可能原因,并针对碾压混凝土拱坝设计及施工提出了相关建议.以上研究提供了一种碾压混凝土拱坝温度场反馈分析及开裂仿真研究的初步思路,其分析结果对于类似工程具有一定的实际参考价值.     

岩石膨胀对寸圹口拱坝裂缝的影响

本文介绍了寸圹口水库拱坝的地质情况,拱坝病害及其处理过程。论述了粘土岩的膨胀特性以及指出粘土岩膨胀是拱坝裂缝产出的重要因素。     

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。     

碾压混凝土高拱坝分缝形式研究

为解决碾压混凝土高拱坝设计的技术问题,结合沙牌工程,采用模型试验和三维非线性有限元计算方法,对碾压混凝土高拱坝不同分缝方案坝体结构的应力、变形及裂缝情况进行分析,从而确定分缝形式的合理性,为工程设计和施工提供参考依据。     

思德拱坝裂缝成因分析及处理措施研究

拱坝开裂长期困扰着工程界，特别是中国早期建造的砌石拱坝。为了找出坝体开裂的根本原因并合理地加固，采用传统的结构力学方法和三维有限单元法分析了思德水库大坝坝身不对称开裂的成因。研究认为：地形地质条件不对称、溢洪道和拱坝体形设计不合理是拱坝出现不对称开裂的重要原因。同时提出了相应的裂缝处理和坝区加固措施，即：对称上游岩体、修补裂缝并控制施工温度，以及在灌浆平台以上的上游坝面浇筑一层钢筋混凝土面板。     

高拱坝-坝基系统的三维静力非线性数值分析

高拱坝收缩横缝和坝肩节理岩体的结构非线性特性对坝体应力、变形影响显著，是高拱坝分析中的一个重点和难点问题．针对高拱坝的这一特点，本文采用动接触单元模型，开发研制了修正的中心差分时步积分法，运用静力问题动力计算法，对在建的小湾拱坝系统进行了三维静力非线性数值仿真试验，研究了坝体、坝肩结构非线性特性对坝体的影响。通过本文的数值分析可以得出，高拱坝坝体—坝基系统的结构非线性特性对拱坝梁向应力影响显著，增加了坝体的倒悬效果；同时，数值分析进一步说明，在高水位运行期，小湾拱坝—坝基系统整体稳定。     

岩盐水压致裂溶解的数值模拟

在建立岩盐水压致裂溶解过程的固流传质耦合数学模型的基础上，对该过程进行了数值模拟．由模拟结果分析得出，岩盐水压致裂溶解过程裂缝的扩张以及裂缝宽度的变化受水压和溶解双重因素的影响．水压较大时，裂缝扩展速度快，水压对裂缝张开起主导作用；而裂缝内空间增大，会导致缝内水压降低，此时裂缝扩展速度也随着降低，当缝尖压力接近临界破裂压力时，裂缝停止扩张，缝内压力趋于稳定，此时岩盐溶解对裂缝张开起主导作用．     

斜交拱桥病害分析与加固方案研究

本文以某斜交拱桥为研究对象,阐述其病害的一般现象,尤其是规则性裂缝。利用通用有限元软件ANSYS建模计算,对斜交拱桥进行空间受力分析,模拟结果解释了裂缝产生的的主要原因。在此基础上,提出两种加固改造方案,并进行分析对比,验证了所提方案的合理性。进一步对斜拱桥和正交拱桥等多种情况进行比较分析,所得结论对斜交拱桥的设计和加固改造有一定的技术指导作用。     

Crack status analysis for concrete dams based on measured entropy

The integrity and safety of concrete dams are seriously affected by the existing cracks in dam bodies, and some serious cracks may cause dam failure or disaster. The propagation of cracks in concrete dams is accompanied by changes in energy distribution, which can be represented by changes in the structure’s system entropy. Therefore, the entropy theory can be used in analyzing the behavior of dam cracks. Due to the randomness and locality of crack propagation, it is difficult to predict the location of cracks by traditional monitoring methods. To solve this problem, the influence of spatial positions of monitoring points on inspection zones is represented by a weight index, and the weight index is determined by the distance measure method proposed in this paper. Through the weighted linear fusion method, the entropy of multiple monitoring points is obtained for analyzing the behavior of dam cracks in the selected zones. Meanwhile, the catastrophe theory is used as the variation criterion of an entropy sequence in order to predict the instability time of dam cracks. Case studies are put forward on a high arch dam, and the fusion entropy is calculated according to the monitoring data from strain gauges. Results show that the proposed method can effectively predict the occurrence time and location of dam cracks regardless of the layout of monitoring instruments, and it is a new way to analyze the occurrence and propagation of dam cracks.     

金属韧性启裂的微观模型

通过对金属韧性断裂的裂尖物理图象分析,提出了一种新的韧性启裂模型,在此基础上,结合钝化裂纹顶端的应力分布,导出了金属断裂韧性,拉伸性能以及伸张区宽度之间的关系,并得到了实验的验证。     

小湾导流中孔闸墩开裂成因及工作性态分析

针对小湾拱坝在施工过程中导流中孔闸墩会产生裂缝问题,建立了一套基于弹粘塑性势理论的数值分析系统,对其开裂的原因及工作性态进行了计算分析.结果表明:开裂原因并非单一因素所致,而是温控措施、锚索张拉及蓄水的累计作用,其中温控措施产生的拉应力为最主要原因;导流中孔若继续参与导流工作,裂缝充水时,其尖端的应力强度因子将超过混凝土的断裂韧度,在水力劈裂作用下裂缝将继续扩展.该研究成果不仅为制定小湾拱坝导流方案提供了依据,对类似工程也具有一定的借鉴和参考价值.     

A numerical method for multiple cracks in an infinite elastic plate

This article examines the interaction of multiple cracks in an infinite plate by using a numerical method. The numerical method consists of the non-singular displacement discontinuity element presented by Crouch and Startled and the crack tip displacement discontinuity elements proposed by the author. In the numerical method implementation, the left or the right crack tip element is placed locally at the corresponding left or right crack tip on top of the constant displacement discontinuity elements that cover the entire crack surface and the other boundaries. The numerical method is called a hybrid displacement discontinuity method. The following test examples of crack problems in an infinite plate under tension are included： “ center-inclined cracked plate”, “interaction of two collinear cracks with equal length”, “interaction of three collinear cracks with equal length”, “interaction of two parallel cracks with equal length”, and “interaction of one horizontal crack and one inclined crack”. The present numerical results show that the numerical method is simple yet very accurate for analyzing the interaction of multiple cracks in an infinite plate.     

沥青路面反射裂缝机理及夹层结构应力分析

目的 研究反射裂缝对面层结构内部应力的影响及应力吸收层模量对裂缝尖端应力的影响.方法 采用断裂力学理论对路面裂缝的形成和扩展进行分析,利用有限元软件ANSYS对路面结构进行数值模拟,研究沥青结合料路面反射裂缝产生机理.结果 有裂缝的路面结构在裂缝尖端处的剪应力和拉应力均有突变,裂缝尖端的应力场有明显的奇异性.在车辆动载的作用下,半刚性基层裂缝尖端剪应力的奇异性导致裂缝反射到沥青面层上.结论 选择低模量、抗剪切能力强的应力吸收层能够抑制剪切型反射裂缝的发展.     

用于数值模拟的带支架个性化主动脉弓动脉瘤有限元模型的构建

为了准确地分析动脉瘤壁面切应力及梯度变化,采用逆向工程的思想方法,借助Geomagic和Pro/E软件,以原始STL(stereo lithography)格式的表面模型为依据,建立了一个个性化主动脉弓动脉瘤实体模型,并在其内部创建理想化支架;利用ANSYS有限元分析软件,最终完成实体模型的建立和分块,并针对边界层和支架进行分区域网格划分.结果表明:所建立的有限元模型可进行血流动力学模拟仿真;模型基本满足对特定区域网格细划分的需要,可以为支架介入治疗动脉瘤的血流动力学仿真提供基础;这种模型建立方法为建立其他类似模型提供了参考.