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高碾压混凝土重力坝不同功能部位"结构特性"与"材料性能"的差异产生的变形协调问题直接关系到工程结构的安全运行,现阶段变形协调分析多是对结构变形和受力进行分析,对异种材料变形协调机理认识不足,缺乏理论基础研究。本文基于界面力学理论,考虑混凝土坝分区中常见的两种双材料界面形式与理想界面的连续边界条件,基于奇异性特征值的特征方程,提出了以应力奇异性特征值作为异种材料变形协调的评价指标,并通过有限元分析验证了理论计算的正确性与有效性;进而分析了界面结合角度和异种材料组合对单侧自由界面端与埋入界面折点处应力奇异性的影响,通过非均质有限元数值仿真分析了复合试件破坏模式,研究了抗压强度与应力奇异性特征值的关系;最后通过统计实际混凝土坝工程中不同坝段内的双材料界面的材料参数(弹性模量)与结构参数(界面形式与结合角度),计算奇异性特征值,评价了该工程中界面的变形协调特性,为高混凝土坝分区材料-结构设计与材料选取提供新的思路。 相似文献
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我国西南强震区建设有大量混凝土坝,复杂地形条件下地震波入射角度对混凝土坝动力响应影响较大,然而,目前相关研究以线弹性模型为主,在合理考虑坝体的真实破坏状态方面存在局限性。本文以Koyna混凝土重力坝为研究对象,建立三维非线性有限元分析模型,采用了基于黏弹性边界的地震波动输入方法,结合塑性损伤模型分别分析了地震P波和SV波斜入射下坝体的动力响应,并提出地震破坏评价模型对震后坝体损伤进行评估。研究表明,地震波入射角度及波型对坝体动力响应影响较大,P波入射下位移应力和损伤在60°时达到最大,SV波入射下在0°时达到最大,证明了考虑地震波入射角的必要性;采用塑性损伤本构结合损伤评价指标合理地反映了坝体破坏程度,并针对薄弱地区提出抗震设计改进。因此,在同类型工程的安全评价中应该综合考虑地震波斜入射和筑坝材料的非线性特征。 相似文献
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裂缝广泛存在于水工混凝土结构中,降低了结构的整体性与安全性,需采取有效措施对裂缝进行修补加固.以含预制裂缝的混凝土三点弯曲梁为研究对象,采用数值模拟方法开展高强环氧砂浆修复前、后的力学性能与破坏模式研究,通过混凝土三点弯曲梁室内力学试验验证本文材料参数及模型设置的正确性,以0厚度粘结单元模拟裂缝与环氧砂浆界面的粘结作用... 相似文献
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基于反应力场分子动力学的水化硅酸钙水解弱化机理研究 总被引：1，自引：0，他引：1
作为混凝土材料的主要胶结相,水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的水解弱化是导致混凝土材料破坏和胶凝力下降的重要原因。本文通过反应力场分子动力学模拟研究了C-S-H凝胶中含水率对其分子结构、力学性能及动力学特性的影响。模拟研究结果表明:水分子的渗透加速了硅酸钙骨架的平移运动,这与整个结构稳定性的下降直接相关。C-S-H硅链上具有较高反应活性的非桥接氧有助于水解反应的发生,水解反应产生的羟基与未水解的水分子在C-S-H层间区域形成了复杂的氢键网络,使结构的薄弱区域逐渐由层内过渡到层间区域,降低了硅链在单轴拉伸过程中的重新排列程度;随含水率增加,C-S-H中出现更多的缺陷结构,导致C-S-H凝胶力学性能降低。 相似文献
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联合筑坝形式下坝体的多个部位往往存在大体积常态与碾压混凝土材料共用的情况。坝体结构中两种材料分布部位的多样性和力学性能的差异性是导致坝体出现变形协调问题的主要原因。为分析筑坝材料的变形协调特性,建立了常态-碾压混凝土复合试件细观数值模型,基于实际工程材料性能数据,采用非均质有限元法计算分析了复合试件的细观强度特性,评价了粉煤灰掺量、材料界面倾斜角对联合筑坝复合材料力学性能的影响,结果表明:混凝土复合试件强度介于两种材料之间且随粉煤灰掺量的增加而降低,侧向压应力对复合试件的强度提升较大,根据数值试验数据,提出了联合筑坝形式下复合试件的破坏准则,分析了复合试件斜剪破坏产生机制,验证了剪切破坏准则的有效性与可靠性,研究结果可为联合筑坝材料设计提供参考。 相似文献
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针对我国高混凝土坝建设“安全、高质、高效、经济、绿色”的目标,本文首先将数据驱动和机理驱动相结合,提出了融合信息与机理的数字混凝土技术,探讨了国内外已有数字混凝土理论的区别,建立了混凝土材料的数字孪生体;其次,根据数字混凝土架构从智能分析数据库、骨料生成与投放和水化动力特性赋能角度展开论述,诠释了数字混凝土构建与赋能过程,并回顾各种赋能技术的研究进展;随后,依托金沙江下游溪洛渡、向家坝和乌东德高混凝土坝,从数据抢救、高掺粉煤灰联合筑坝技术、低热水泥筑坝技术阐述数字混凝土的应用探索;最后对技术难点和应用前景进行总结。本文所提出的数字混凝土是混凝土材料另一个维度上的再现,能够联系纳-微-细-宏观角度结构性能演化机理进行跨尺度联动分析,从材料层次为大坝智能建设提供可靠的数据支撑和决策依据。 相似文献
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高寒地区碾压混凝土重力坝越冬层的保温是坝体温控防裂的关注要点。不同于传统的外部保温措施,本文提出一种用于RCC坝越冬层面的碾压式导电混凝土(Electrically conductive Roller-Compacted Concrete, ERCC),可通过自发热解决寒潮期坝体内外温差大的问题。ERCC的电热性能是区别于常规混凝土的主要特性,电阻率是其关键参数。首先制备了不同粗骨料含量的ERCC试件,测量不同龄期下电阻率的变化趋势,得出粗骨料含量对电阻率的影响;进而建立ERCC-2D细观数值模型,分析了界面过渡区(Interfacial Transition Zone, ITZ)对混凝土电阻率的影响,通过数值计算对ITZ进行参数率定;最后通过耦合连续介质与非连续介质计算方法,建立出不同粗骨料含量下的ERCC-3D细观数值模型,通过试验验证细观数值模拟的正确性。可以发现,混凝土中骨料含量增加可显著增大ERCC 28 d龄期的电阻率;ITZ的电阻率为砂浆电阻率1.5倍,且ITZ电阻率对混凝土电阻率几乎无影响;为量化ERCC电阻率与骨料含量和砂浆的关系,结合试验与细观数值模拟提出了ERCC... 相似文献
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高碾压混凝土重力坝中不同功能分区结构界面处往往因材料特性突变而出现破坏与剥离等现象,给工程带来安全隐患。基于新型防渗材料HIAC的特性,在防渗层与主体RCC之间设置过渡层起到辅助防渗及改善分区变形协调的作用,设计了包含矩形、二阶梯、三阶梯三种过渡层的功能梯度结构布置方案,从“变形协调”的角度出发,改变过渡层弹性模量,利用接触理论,分别研究结构整体与材料界面的应力变形规律。结果表明,当过渡层弹性模量高于主体RCC时,坝体中主拉应力处于较低水平;HIAC与RCC法向与切向变形协调状态良好,综合考虑推荐选用三阶梯过渡层,其弹模不宜低于主体RCC。所提出的变形协调分析方法为保证RCC重力坝的精益建造与安全运行提供新的评判手段。 相似文献
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