超高性能混凝土的损伤力学模型及其 在水利工程中的应用

超高性能混凝土具有远超常规混凝土的强度和耐久性,本文探讨其在水利工程中的应用情况。为此,基于损伤力学理论,建立了超高性能混凝土的塑性损伤模型。利用该模型对超高性能混凝土简支梁进行了计算分析,计算结果与试验结果较为接近,验证了该损伤模型的合理性。最后将超高性能混凝土的损伤力学模型应用到Koyna重力坝抗震设计中,在大坝易损薄弱部位采用超高性能混凝土进行抗震加固。应用结果表明,超高性能混凝土能够显著降低地震时坝体的损伤程度,提高大坝的抗震性能。该成果为水利工程加固设计提供了新的思路。     

基于NGA模型的主余震序列作用下重力坝损伤破坏研究

传统的线弹性模型和弹塑性DP模型难以真实反映混凝土、岩石地基在遭遇超出其抗拉压强度时的损伤破坏规律。为更加全面地评估余震作用对已损重力坝结构的累积破坏影响,本文采用塑性损伤力学模型来模拟坝体的动力损伤,同时考虑岩石材料的非线性性质,将塑性损伤力学的方法推广到岩体材料,建立了大坝坝体与地基的整体损伤力学模型,实现了重力坝整体动态损伤演化全过程模拟。结合主震与强余震统计关系和NGA地震动衰减关系构造了主余震地震动序列,分别研究了单次主震、单次余震以及主震后余震对强震区混凝土重力坝坝体地基整体损伤演化的影响。研究结果表明:余震作用对坝基的塑性应变累积效应显著,对于主震受损的混凝土重力坝结构,余震作用能够引起结构较大的二次残余变形。     

基于双折减系数法的边坡动力稳定分析

鉴于传统强度折减法对岩土体强度参数(粘聚力和内摩擦角)进行等系数折减,难以真实反映岩土体稳定性的缺点,以某库岸复杂岩质边坡为例,运用大型有限元软件ADINA,建立边坡有限元模型进行动力分析,采用双折减系数法计算地震荷载作用下边坡的地震响应,研究粘聚力和内摩擦角的折减关系,得出了边坡的动力稳定安全系数,并与传统的强度折减动力分析法进行对比。结果表明,传统的强度折减动力分析法可能稍有夸大边坡的安全裕度;采用双折减系数法进行动力稳定分析可行且更合理。研究成果可为边坡动力稳定分析提供参考。     

基于耐震时程法的特高拱坝极限抗震能力研究EI北大核心CSCD

在对300 m级特高拱坝进行抗震安全评价时,常常面临着工程条件复杂、有限元模型自由度数目多、计算耗时较长、效率较低等问题。为了提高分析效率,节约计算成本,采用了耐震时程法来分析特高拱坝及坝基的动力损伤行为,并进行极限抗震能力研究。基于耐震时程法理论,以《水电工程水工建筑物抗震设计规范》中的标准反应谱为目标谱,采用非线性最小二乘法生成精度较高的3条耐震时程曲线。以我国西南地区某300 m级特高拱坝为例,建立了坝体—基岩三维非线性有限元分析模型,并同时考虑地震动的输入、坝体及基岩的损伤开裂、横缝的动态开合等关键问题。通过考察拱冠梁最大相对位移、横缝最大开度、坝体损伤体积比、损伤耗能等指标来综合评价大坝的极限抗震能力。结果表明,耐震时程法能够很好的反映出特高拱坝在不同强度地震动作用下的动力响应,且计算效率较高。