超大拱式变截面渡槽收缩徐变影响研究

以跨径200m的超大跨径变截面拱式渡槽的结构设计为例,通过建立有限元模型,对渡槽主拱圈的分段分环施工全过程进行了收缩徐变分析。结果表明,徐变收缩可引起较大的后期变形,对渡槽竖向位移影响显著。建议在超大跨拱式渡槽预拱度设计时,应充分考虑混凝土的收缩徐变对变形的影响,采取分段分环施工并在拱脚处使用微膨胀混凝土以减小收缩徐变的影响,并采取相应措施控制渡槽线形。     

混凝土热湿传导模型在结构早龄期裂缝分析中的应用

针对混凝土结构早龄期裂缝的产生机理,提出了混凝土三维有限元热湿传导数值计算模型,同时考虑了混凝土水化反应引起的温度变化、表面干燥失水造成的湿度非均匀分布及两者间的耦合作用,并在应力分析中采用Bazant双幂函数徐变模型考虑徐变对混凝土应力的影响.算例分析表明,该模型能很好地预测实际条件下混凝土温度、湿度变化和相应产生的应力,具有一定的工程应用价值.     

混凝土受拉徐变研究

本文用纯弯曲试件，进行了不同高应力水平下受拉徐变破坏试验。得到了应力水平与试件破坏时间的关系，测得了试件的弯曲受拉徐变变形过程，给出了徐变变形的数学表达式，同时，计算了弯曲受拉徐变损伤值。     

高寒地区某大坝基础容许温差温控标准研究

一般工程温控标准的制定采用规范查表法或公式估算法来确定混凝土容许温差,但对于高寒地区采用类似方法得到的最高温度偏低,尤其是夏季强太阳辐射环境中,此标准无法实现。为此,以高寒地区某在建碾压混凝土大坝为例,采用仿真计算方法,考虑实际的浇筑计划、自重、徐变、自身体积变形等因素,仿真计算得到基础约束区温控标准,并与规范查表法和公式估算法得到数据进行比较。结果表明,所提仿真计算方法的结果更加合理,且更加切合实际情况。     

非线性徐变模型在泄洪洞衬砌混凝土温控仿真分析中的应用

针对地下工程衬砌混凝土温控仿真分析中徐变变形和温度应力的关系,基于有限元分析软件ANSYS,以溪洛渡泄洪洞无压段衬砌混凝土温控仿真分析为例,比较分析了线性和非线性徐变模型计算的温度应力的差异。结果表明,当温度应力与相应龄期抗拉强度的比值小于0.5时,差异很小;但当温度应力与相应龄期抗拉强度的比值大于0.5时,差异则较显著,为地下工程衬砌混凝土温控分析提供了参考。     

高拱坝横缝开度及其影响因素分析

分析高拱坝横缝开度及其影响因素对于大坝安全意义重大。运用扩展拉格朗日算法的接缝单元,仿真模拟高拱坝施工期的横缝张开过程,并结合大岗山双曲拱坝工程实例,研究了横缝接缝灌浆后普遍出现二次张开的原因和影响因素的影响程度。结果表明,接缝灌浆后横缝二次张开受相邻坝段压水试验、灌浆等施工扰动影响较大,混凝土自生体积变形、徐变、基岩变形模量、悬臂高度、上游面水压均影响横缝开度,可合理解释横缝二次张开现象,为横缝开度仿真模拟提供参考。     

基于深度学习的大坝变形预测模型

鉴于高性能的混凝土坝变形动态预测模型是预测结构性态演化、评价安全服役状况和保障稳定高效运行的关键措施。以混凝土坝原型变形监测数据为基础,借助开源深度学习框架TensorFlow建立了基于深度学习的混凝土坝变形预测模型。工程实例应用结果表明,基于深度学习的混凝土坝变形预测模型各项评价指标均优于现浅层神经网络模型和传统的统计模型,实现了动态高精度预测混凝土坝运行性态,具有很强的工程实用性。     

苏只水电站1号机蜗壳顶板裂缝处理

苏只水电站在厂房1号机组蜗壳顶板混凝土浇筑过程中,发生模板支撑变形造成新浇混凝土下沉,仓面裂缝,混凝土浇筑中断的质量事故。分析了产生事故的原因,采用凿槽回填膨胀混凝土、化学灌浆以及结构补强工程处理措施后,检测资料表明,该部位施工质量总体满足设计和规范要求。     

基于统计模型及有限元法的重力坝变形模量反演

鉴于坝体和坝基力学参数选择的合理性对大坝结构分析及安全评价指标拟定的重要性,结合实际监测资料,提出了基于统计模型和有限元法进行重力坝坝体和坝基变形模量反演的方法,在分析地基范围取值、坝体变形模量取值对坝基变形模量反演影响的基础上,建立合适的有限元模型和统计模型,通过有限元计算拟合实测资料中的水压分量,根据最小二乘法原理反演大坝变形模量。将基于统计模型和有限元法反演混凝土重力坝变形模量的方法应用于某实际工程,结合实测资料反演了典型坝段坝基和坝体的变形模量,计算结果合理可信,精度较高。     

高寒地区强约束区大体积混凝土基础容许温差的仿真计算

工程中通常采用规范查表的方法来确定混凝土基础容许温差,但在高寒地区强约束区依照查表方法得到的夏季容许最高温度较低,实践中难以实现。针对高寒地区强约束区混凝土稳定温度低、夏季浇筑温度高的特点,分别采用按规范公式估算方法和仿真计算方法计算了高寒地区强约束区大体积混凝土基础容许温差。结果表明,在考虑混凝土徐变、早期温升预压应力、块体浇筑计划、混凝土自重等因素后,仿真计算方法可给出更为合理、更易实现的混凝土基础容许温差。     

200 m级面板堆石坝面板脱空影响因素分析

目前针对200 m级高面板堆石坝面板脱空机理的研究较少,而国内已建的部分高面板堆石坝均出现不同程度的面板脱空现象。为研究面板脱空影响因素,利用三维非线性有限元对高面板堆石坝进行全方位结构计算,从力学机理上对面板脱空的主要影响因子（堆石流变、施工分期和筑坝材料等）进行深入分析。结果表明,200 m级高面板堆石坝面板脱空受多种因素的相互影响,堆石体流变使面板脱空趋势变大,抗剪强度高的堆石体可减小面板脱空范围,优化施工顺序对控制面板脱空有利。     

汽轮机隔板高温蠕变寿命评估方法的研究

针对现役引进型机组高温蠕变现象难于正确评估的情况,提出了根据机组历次大修记录的变形数据和有限元计算相结合的方法得到材料蠕变参数.采用该方法对某电厂600 Mw机组T11 级隔板的高温蠕变变形问题进行了分析研究,并应用商用软件对隔板在继续运行中的变形和应力情况作出了预测和评估.结果表明:隔板最大应力产生的位置在隔板外环叶片的出汽侧,靠近中分面边缘叶根、叶片的出汽边处,其值为160 MPa,按每年连续运行8 000 h计算,隔板的使用寿命约为30年,与制造商提供的设计寿命一致,得出了机组在一个大修期内不必立即更换隔板的结论,节约了维修费用,为汽轮机或燃气轮机高温部件的蠕变寿命的评估提供了一种实用方法.     

基于Copula函数的混凝土特高拱坝变形风险量化模型

对混凝土坝运行状态的风险量化分析是大坝风险管理中的重要环节,通常使用单个变形监测点数据进行混凝土坝变形风险分析,但对于混凝土特高拱坝,同时还应考虑坝基和坝体的变形状态。因此,提出了一种基于变形监测数据和Copula函数计算混凝土特高拱坝变形风险率的方法。以四川锦屏一级混凝土特高拱坝为例,先通过构造反映变形监测量残差与风险率关系的风险概率函数,分别得到坝体和坝基变形监测量风险,再结合Copula函数考虑坝体变形和坝基变形风险的相关关系,得到锦屏一级混凝土特高拱坝的多变量变形风险率,取2014年7月2～26日变形风险进行分析,对比仅考虑坝体变形变量和同时考虑坝体、坝基变形变量的结果,多变量变形风险率考虑大坝两重要部位的风险,结果更加安全可靠。     

Creep deformation characterization of heat resistant steel by stress change test

To evaluate the creep deformation mechanism of heat resistant steel, stress change tests were conducted during creep tests for Modified 9Cr–1Mo Steel and 2.25Cr–1Mo Steel. In this study it was confirmed that the dislocation behavior during the creep tests was in viscous manner because of no instantaneous plastic strain observed at stress increments. Transient backward creep behavior was observed after stress reduction for these steels in this work. Mobilities of dislocation were evaluated by observed backward creep behavior after stress reductions. Internal stresses were evaluated by the changes of creep rate in stress increments. And mobile dislocation densities were evaluated with the estimated mobilities of dislocation and the changes of creep rate in stress increments. It was found that the variation of evaluated mobile dislocation densities during creep deformation showed the same tendency as the variation of creep rate. Therefore mobile dislocation density is the dominant factor that influences the creep rate variation in creep deformation of these steels in this work. The mobilities of dislocation showed a good correlation with 1/T and related with solute amount of Mo that is a solution hardening element.     

The effect of residual stress on the creep deformation of welded pipe

The finite element method has been used to study the creep deformation of pipe butt welds in the presence of an initial residual stress distribution. The study has used values for pipe dimensions, temperature (575°C) and internal pressure (70 bar) which correspond to the conditions being used in a pressure vessel testing programme which is investigating transverse weld metal cracking in CrMoV reheat pipe welds. Two sets of steady state creep data for the weld metal have been used, one to represent a weld weaker than the parent and the other one that was stronger. A residual stress distribution, consistent with experimental data, has been generated as àn initial condition for the analysis. The results are presented, discussing the effects of residual stress on both the total and creep strain accumulations for the two weld properties. The steady state creep laws used in the analysis do not allow for damage accumulation, but the possibility of such an effect is discussed using the Kachanov model. The results of the finite element analysis are compared with the experimental creep strain data from the pressure vessel testing programme.     

旋转机械蠕变引起的转子渐进式弯曲研究

针对某大型汽轮发电机组高中压转子上发生的启停机振动差异现象,从大外力作用下蠕变变形的角度进行分析,建立转子蠕变弯曲计算模型,分析外力与作用时间等因素对蠕变弯曲的影响。结果表明:大不平衡力作用下转子会发生因蠕变引起的弯曲变形,变形量随时间延长逐渐增大并最终趋于稳定;蠕变对振动的影响主要表现在临界转速区域,因启停机过程变形量差异而导致振动有较大差异。     

Damage of low-alloy high temperature steels loaded by low-cycle fatigue and creep

Present-day models used for calculations of life at combinations of low-cycle fatigue loading and creep mostly work with experimental curves of life at constant amplitude of deformation. However, during such a type of loading, a relative proportion of damage caused by low-cycle fatigue and creep is changed.On the basis of large-extension experimental measurement made on low-alloy CrNiMoV and CrMoV steels, a model describing life of steels at combination of low-cycle fatigue and creep was proposed. The model is suitable for a wide temperature interval, different loading amplitudes and different values of maximum load during the cycle, when creep occurs. The model enables to specify not only the damage, but also values of deformation at all stadia of creep and it is suitable for an evaluation of the life curves on the basis of the three-parameters rain-flow method.     

基于改进Harris函数的岩石蠕变损伤模型及二次开发

针对水电工程中岩石蠕变变形现象,以泥岩为例,开展三轴压缩蠕变试验。基于蠕变试验结果,引入Harris函数,建立一种新的蠕变损伤演化方程。引入一个非线性粘塑性体,与Burgers模型串联并进行损伤演化,从而建立一个新的非线性粘弹塑性蠕变损伤模型。对该模型的三维差分形式进行推导,在FLAC3D平台上利用C++和FISH编程进行二次开发,实现该蠕变损伤本构模型的自定义。利用数学优化软件1stOpt求取模型参数,将该自定义模型及参数应用于三轴压缩蠕变试验的模拟,还原实际试验条件,对比试验数据和模拟值,验证该损伤本构模型的合理性及模型参数的正确性。研究结果可为岩石蠕变损伤本构模型的构建及类似蠕变本构模型的二次开发提供参考。