自重施加方式对高拱坝廊道结构应力及配筋的影响

自重工况一般是高拱坝内廊道配筋设计的控制工况,由于高拱坝施工过程的特殊性及复杂性,有限元计算中自重有多种施加方式。结合工程实例,对高拱坝基础廊道结构进行三维有限元分析,比较不同自重施加方式对廊道结构应力及配筋的影响。研究结果表明:按整体自重考虑时,廊道结构应力及配筋面积明显偏小;全部按分缝自重考虑时,廊道结构应力及配筋面积明显大于按施工过程考虑自重的结果;为符合实际施工过程及结构承载规律,保证结构安全及经济合理,在拱坝结构的有限元计算中应按照施工过程考虑自重荷载。该研究成果对泄洪孔结构的应力分析也具有参考价值。     

向家坝水电站不同埋设方式蜗壳结构有限元分析

针对向家坝地面电站,采用三维有限元法分析比较蜗壳不同埋设方式下的流道及其外围混凝土结构的静力特性,为蜗壳埋设方式的选择提供依据。研究表明:直埋方案所需配筋最多,不经济,且可能产生贯穿性裂缝;垫层方案应力普遍较小,垫层沿水流向敷设至蜗壳45°断面的组合方案仅局部区域有较大拉应力。推荐采用垫层埋设方式或垫层敷设至蜗壳45°断面的组合埋设方式,但同时应采取有效工程措施避免局部产生贯穿性裂缝。     

向家坝地下电站蜗壳不同埋设方式的比较分析

 大型机组蜗壳通常采用保压、垫层、直埋3种埋设方式,结合向家坝地下电站工程实际,通过不同蜗壳埋设方式对比计算分析,给出了一种适合该地下电站机组特点的直埋、垫层组合埋设方案。计算结果表明：组合方案具有混凝土应力分布均匀、拉应力值不大,能够充分发挥混凝土联合承载作用等优点,可作为推荐方案。     

船闸闸室墙开裂机理及防裂方法研究

船闸闸室墙在中间浮式系船柱附近的混凝土易产生裂缝,影响船闸工程整体稳定性。通过对闸室混凝土的温度应力展开仿真分析和实际船闸工程混凝土裂缝调研,发现整浇闸墙中间系船柱附近和上下游侧墙中间下部混凝土在施工期易产生竖向裂缝。因此,考虑闸墙中部采用后浇带的方式,并且比较了后浇带不同施工方案,发现采用后浇带能降低闸室上下游侧墙混凝土的最大主应力,防止裂缝的产生;但仅采用后浇带的方式,会导致中间浮式系船柱附近的后浇混凝土开裂风险增加;因此,可通过改变后浇带浇筑顺序和采用微膨胀混凝土的方式,提高中间浮式系船柱附近混凝土的抗裂能力。     

预应力锚索腐蚀耐久性试验方案设计探讨

预应力锚索在岩土工程加固中应用广泛,其腐蚀耐久性对工程运行安全至关重要,而相关的腐蚀变化规律及机理还有待进一步明确。在总结当前预应力锚索腐蚀耐久性研究成果的基础上,对其腐蚀耐久性室内加速试验方案设计进行了探讨。分析了影响腐蚀的主要因素并拟定了各因素的不同影响水平;采用正交设计方法优化试验方案并通过有限元方法对试验模型尺寸和应力分布进行了计算模拟优化和验证;介绍了模型制作等工艺步骤。相关成果可供类似耐久性试验方案设计参考。      

三峡工程厂房坝段纵缝接触问题研究

以三峡工程右岸厂房17号坝段为研究对象,模拟坝体的施工浇筑过程和纵缝灌浆及后期蓄水过程,进行坝体温度场、温度应力及纵缝开度三维接触非线性仿真计算,揭示纵缝开度的变化规律及主要影响因素,对蓄水后纵缝开度的变化趋势及其对大坝应力的影响进行了分析.结果表明:① 纵缝张开度受年气温变化、通水冷却、上游面水荷载、施工过程等多种因素影响.其中,由年气温引起的缝面开度变化是造成施工期纵缝灌浆后重新张开的主要原因.②在156 m水位蓄水前可不进行纵缝二次灌浆,但应加强对大坝纵缝开度变化的监测.     

数值流形法中覆盖函数的改进形式及其应用

采用高阶覆盖函数可以提高数值流形法的计算精度,但常用的基于全局坐标的高阶函数会导致刚度矩阵病态,并且影响物体边界上占据部分数学网格的小单元的计算精度。在其他研究者建议的基于局部坐标的覆盖函数基础上,提出了改进的局部覆盖函数,使刚度矩阵的性态得到有效改善,并提高了边界上小单元的应力精度;建立了局部覆盖函数与全局覆盖函数间的关系式,方便了公式推导。     

三峡升船机塔柱联系梁三维有限元内力计算

 三峡垂直升船机塔柱纵、横向联系梁在塔柱连接以及整体结构联合受力中起着非常关键的作用,梁的配筋设计是塔柱土建结构配筋设计的重要环节。采用三维实体单元对塔柱结构进行静力分析,直接应用有限元结点力计算梁内力,比常见的应力积分法的精度提高1阶,而且避免了角点应力奇异性带来的误差。该方法基于MARC软件二次开发,不需要编制有限元计算程序,操作简单,编程容易,是三维实体单元计算梁结构内力的实用方法。同时,针对升船机塔柱联系梁数量多、工况复杂的特点,提出从数据准备、内力提取、拉力计算到应力成果显示的程序自动化操作方法,大大减少了人工工作量。     

基于独立覆盖的流形法的收敛性及覆盖网格特性

针对前期提出的基于部分重叠覆盖的数值流形方法,将其内涵范围缩小,仅研究其中的一种情况——基于独立覆盖的数值流形方法。从完备性和协调性2个方面讨论该方法的收敛性,特别强调其收敛性是基于各个独立覆盖的逼近而建立起来的,独立覆盖之间条形连接区域的尺寸要取小,并由此推断及用实例说明,覆盖网格可以具备“3个任意”的优良特性——任意形状、任意连接以及由此而来的可任意加密的能力,从而有望使数值计算的前处理工作大为简化。     

部分重叠覆盖流形法的覆盖加密方法

部分重叠覆盖的流形法是一种新型的数值流形方法,它以独立覆盖的分析为主,便于在各区域采用合适的覆盖函数以适应物理场的局部特征。以往的研究表明,在实际物理场分布较复杂的区域采用较小的覆盖可以更好地逼近真实解,这就涉及到与周边较大覆盖的连接问题。针对部分重叠的矩形覆盖提出覆盖加密方法,可以很容易地将大覆盖加密成为较小的覆盖,并使其与周边的大覆盖保持协调过渡,相对于以往采用有限元网格的流形法而言在大小网格过渡上要方便得多。应用重力坝应力分析和圆孔应力集中2个算例验证了该方法的有效性。