渗流场求解的改进排水子结构法

针对排水孔孔径小、数目多及渗流自由面位置未知的特点，把能准确模拟排水孔实际渗流行为的改进排水子结构技术与固定网格求解有自由面渗流问题的结点虚流量法相结合，解决了排水孔穿过自由面时渗流场的求解问题。作为推广应用，列举了几种典型的排水子结构模式，给出了两个应用算例     

强震作用下高拱坝损伤开裂研究

本文基于混凝土的力学特性,建立能够反映混凝土动态情况的多轴损伤开裂模型。以等效三维一致粘弹性边界反映远域地基辐射阻尼效应,采用Mohr-Coulomb材料模型模拟坝基裂隙岩体在地震作用下的力学行为,运用非线性地震波动分析方法研究国内某拱坝在强震作用下的损伤开裂过程。通过对大坝的损伤程度以及坝体上、下游面的最大拉应力进行分析,给出大坝的抗震薄弱部位,并对其抗震安全性进行了评价。研究揭示拱坝动力损伤灾变机理,为高拱坝抗震安全评价提供一种分析途径。     

交叉施工缝对混凝土结构整体性影响的研究

为了求解带有交叉施工缝的大体积混凝土结构的应力分析问题，导出了能够反映不同类型施工缝传力特征的物理方程式，提出了以空间接触面单元为基础的“变增量搜索法”迭代方案。所提出的分析方案能够考虑接缝面上不同方向的抗剪能力，考虑缝隙随接缝位置、高程和荷载施加而变化的情况以及不同接缝间的相互影响。文中提供的两个算例表明，该分析方案能够正确有效地解决带交叉施工缝的大体积混凝土结构分析问题。     

基于ADINA的重力坝地震响应分析

针对云南某重力坝，利用大型有限元软件ADINA分别基于流固耦合理论和Westergaard附加质量方法建立了数值分析模型，对其自震频率和地震响应进行了分析。结果表明，两种模型的自震频率比较接近，附加质量模型的地震响应要大于流固耦合模型。因此，在重力坝抗震研究中，采用较简单的附加质量模型代替复杂的流固耦合模型考虑水体的影响是偏于安全的，适用于重力坝结构抗震的定性分析。     

排架式渡槽风致响应的数值风洞模拟

针对渡槽结构的抗风安全问题,以某排架式渡槽工程为例,建立了渡槽结构—风场流固耦合三维数值风洞模型,采用AR模型合成具有空间和时间相关性的脉动风时程模拟真实风场,研究了在脉动风作用下风场的绕流规律及渡槽的风致响应。结果表明,数值模拟计算的脉动风的放大系数与现行规范给出的风振系数相近,可知本文方法具有一定的可行性。     

高水头平面闸门流激振动的数值模拟

针对高水头下平面闸门在启闭过程中受水流脉动压力作用可能引起强烈振动而容易发生破坏的问题,以某水电站导流底孔中工作闸门为例,采用势流体流固耦合理论,利用ADINA有限元软件建立水体—闸门流固耦合模型,通过输入水力学模型试验实测脉动压力时程曲线,计算分析了闸门局部开启时的流激振动特性,获得了闸门振动应力、位移、速度、加速度等分布规律,并根据闸门相关振动控制标准,判断出该闸门结构振动较轻微,满足标准要求。     

基于ADINA的某重力坝闸墙动力响应研究

大坝顶部闸墙在强震作用下易震损,变位较大,从而对闸门安全运行产生影响,为此探讨地震作用下坝顶闸墙的动力响应十分重要。应用大型有限元分析软件ADINA建立了典型坝段、地基及顶部闸墙结构的整体三维数值仿真模型,地基采用Mohr-Coulomb模型,坝体和闸墙采用concrete模型,输入人工拟合的地震波研究了两种布置型式的闸墙动力响应和极限抗震能力。结果表明,#2坝段闸墙的结构型式在地震作用下会产生较大的横河向变位,设计地震作用下闸墙横河向最大相对位移已达到6.496 mm,但残余相对位移较小;#2坝段允许承受的地震波峰值为0.22g,此时闸墙底部已发生贯穿破坏,闸墙横河向的残余相对位移为-11.637mm,这可能对闸门的安全运行产生影响。     

洪屏抽水蓄能电站地下厂房区初始应力场回归分析

介绍了初始地应力场回归分析的理论,提出了综合利用ANSYS、FLAC3D和FORTRAN三种工具求取地下厂房区三维初始地应力场的方法。以洪屏抽水蓄能电站为例,建立了地质概化计算模型和多元回归模型。通过多元回归分析求出了最优回归系数。计算表明,实测点的计算应力值与现场实测值接近,经过回归得到的地应力场是合理的。计算方法和计算结果为电站地下厂房区开挖模拟及稳定性分析提供了科学的依据。     

乌江构皮滩双曲拱坝整体稳定性分析

采用固定网格的结点虚流量法进行构皮滩拱坝坝基三维渗流场分析，建立了拱及坝基的整体三维非线性有限元计算模型，研究了坝体、坝基的变形应力分布规律以及屈服区、开裂区影响范围，并进行了坝体、坝基的整体稳定性分析，对构皮滩拱坝的初步设计方案作出了科学、合理的评价。     

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。