拱坝有限元三次等效应力计算方法与控制标准

针对现行拱坝规范中的有限元等效应力法假设应力沿径向线性分布,与拱坝实际应力分布不符的问题,基于最小二乘法采用三次多项式拟合拱坝主要应力分量,提出了拱坝三次等效应力计算方法。对小湾拱坝进行的网格敏感性分析表明,随着计算网格的加密,三次等效应力可收敛到稳定解,据此给出计算拱坝三次等效应力的有限元模型单元剖分方案;对比分析了4座已建拱坝的三次等效应力与线性等效应力后,提出了拱坝三次等效应力控制标准。     

布西拱坝有限元等效应力计算研究

利用Ansys有限元计算软件对拱坝结构进行了应力计算分析,并对坝体近基础部位进行了等效应力计算研究,阐明了拱坝等效应力计算研究的基本方法和对工程的意义,为以后的拱坝结构计算研究具有一定参考价值。     

白鹤滩特高拱坝地震响应等效应力分析

为分析强地震区白鹤滩特高拱坝地震响应下的等效应力,基于大型有限元分析软件ABAQUS,建立了白鹤滩特高拱坝三维有限元模型,模拟地震荷载作用下特高拱坝的动力响应,并利用材料力学方法求解相应等效应力。结果表明,等效应力法可有效降低模拟中坝体的应力集中现象,适量减少横缝可降低坝踵处的拉应力和坝址处的压应力,以提高拱坝稳定性。     

混凝土拱坝应力分析的有限元方法探讨

采用有限元法计算拱坝应力时,在拱坝近基础部位存在明显的应力集中,这对计算结果的评价带来了困难。为明确应力集中部位的真实应力水平,以大型分析软件ANSYS为平台,建立了拱坝三维有限元模型。针对同一模型,在相同荷载作用下,分别采用混凝土单轴强度准则(线性有限元法)和混凝土多参数强度准则(非线性有限元法)进行计算,并分析了非线性有限元法计算中参数ft值的敏感性。结果表明,两种方法所得的拱坝应力分布规律基本一致,而非线性有限元法可描述坝体在应力水平较大部位是否开裂。     

有限元等效应力在拱坝体型优化设计中的应用

基于有限元计算软件ANSYS,结合工程实例,利用参数化设计语言APDL将拱坝等效应力应用于应力约束,进行拱坝体型优化设计。实例计算分析表明,该方法合理、有效。     

佛湾水库砌石拱坝三维有限元分析

以佛湾水库为例,针对拱坝应力状态比较复杂的问题,采用三维有限元法计算了单曲砌石拱坝在多种荷载组合作用下的坝体应力及变形。结果表明,坝体的应力及变形均符合一般规律,且坝体变形较小、坝体上游面拱端处拉应力较大、坝体与坝基接触处存在应力集中现象,经有限元等效应力计算后,其结果在规范允许的范围之内,从而验证了设计方案的可行性。     

有限元等效应力在拱坝体型优化设计中的应用

基于有限元计算软件ANSYS,结合工程实例,利用参数化设计语言APDL将拱坝等效应力应用于应力约束,进行拱坝体型优化设计.实例计算分析表明,该方法合理、有效.     

基于改进等效应力法的某拱坝下游加固培厚应力分析

针对拱坝老化现象及产生的各种病险危害问题,对拱坝加固培厚是一种常用方法,以某拱坝背水坡培厚加固为例,采用改进等效应力法分别计算出培厚加固前、后的坝体应力,并将计算结果与规范做了对比,结果表明该方法合理可行。     

拱坝拉应力控制指标的探讨

以溪洛渡双曲拱坝为研究对象,研究其在水压和自重荷载组合下拉应力控制指标。并针对目前拱坝设计规范中拉应力控制指标的局限性,提出了一种思路:通过调整拱坝不同荷载组合中的可变荷载,求解满足开裂控制范围要求的最大值,用此荷载求解弹性状态下的有限元等效应力,对已建和在建拱坝进行一系列分析后可得到不同拱坝的有限元等效应力容许值,对其进行统计分析从而建立具有普遍意义的拱坝不同荷载组合下的拉应力控制标准。     

消除混凝土坝应力网格效应的三次等效应力法

针对混凝土坝有限元等效应力在角缘部位的失真问题,基于挡水结构的弹性力学解,提出一种改进三次等效应力法,即选取三次多项式模拟混凝土坝水平截面的正应力分布,确定多项式的待定系数,得到三次等效应力分布形式。以混凝土重力坝和拱坝为例,分别以线弹性有限元法、线性等效应力法、改进的三次等效应力法计算混凝土坝建基面的法向正应力和主应力,结果表明改进的三次等效应力法计算结果不仅有效减小了对计算网格的依赖性,且与线弹性有限元计算结果相当接近。结果可为混凝土坝的安全性评价提供参考。     

天花板碾压混凝土双曲拱坝运行期温度场及温度应力分析

温度控制是拱坝设计、施工与运行过程中均需重点考虑的因素。以天花板碾压混凝土双曲拱坝为例,分析坝体的实测温度变化规律、实际冬夏两季典型温度场、全年准稳定温度场和封拱温度场,并与设计温度荷载对比,计算和分析温度荷载差异对坝体应力的影响。研究成果可用于指导工程实践并为同类工程提供参考。     

施工过程对小湾高拱坝运行期应力状态的影响

采用三维有限元方法对小湾高拱坝多种工况下的坝体应力变形进行了仿真计算,计算中考虑了封拱灌浆过程及水库分期蓄水过程对坝体应力的影响。计算结果表明,施工过程对坝体运行期应力有显著影响,给出了仿真计算荷载步数目,为类似工程的拱坝应力分析提供了参考依据。     

青龙RCC拱坝封拱温度对拉应力的影响

青龙RCC拱坝在施工过程中多次调整封拱温度,针对不同的封拱温度方案,利用ANSYS有限元软件计算了温降工况下坝体的应力,并编写APDL程序导出了各方案下上、下游面两拱端及拱冠的等效应力,分析了拉应力的分布规律。结果表明,不同封拱温度方案下青龙拱坝坝体拉应力分布差距较大,当局部高程坝体的实际封拱温度高于设计值时,坝体的拉应力分布范围较设计工况有所扩大,应力值增大;在高温季节施工时,若不采取温控措施,坝体会产生过高的拉应力而影响安全。     

基于三维有限元法的碾压砼拱坝应力仿真计算研究

为防止大坝因局部拉应力过大而产生坝体拉裂现象,基于拱坝温度场和温度徐变应力场基本原理,以江西省萍乡市山口岩水利枢纽工程拦河坝为例,利用三维有限元法对拱坝施工期与运行期的温度场和应力场进行了仿真计算。结果表明,拱坝的施工与设计中未采取温控措施、不设置分缝,坝体拉应力过大,超出了碾压砼的抗拉强度,对大坝防裂稳定不利;对拱坝合理地设置横缝和诱导缝,采取温控措施,坝体高拉应力区的应力可得到有效改善,应力得到了释放,最大拉应力小于碾压砼的抗拉强度,有利于大坝防裂,为坝体稳定提供了保障。     

基于内时损伤的混凝土拱坝结构分析方法研究

根据混凝土拱坝筑坝材料力学特性和损伤拉压变形的不同特点,建立了应变空间内统一的本构关系和损伤演化方程,描述了混凝土在复杂应力状态下的力学性能,并以某混凝土单曲拱坝为例,分别采用自编三维有限元数值分析程序、拱梁分载法和有限元等效应力法计算了不同工况下坝体最大主应力值。结果表明,本文所建本构模型正确、有效,为混凝土拱坝结构分析提供了参考依据。     

周边缝对U形河谷拱坝应力位移的影响

针对宽底的U形河谷拱坝坝踵常出现过大拉应力的问题,以某U形河谷拱坝为例,利用ANSYS三维有限元分析软件,通过设立5组不同的计算组合,分析研究了材料非线性、设置不同范围的周边缝对拱坝位移场、应力场及坝体可能存在开裂区的影响。结果表明,设缝后拱冠梁表现出顺河向的平移和倒向上游的转动两种刚体位移趋势,拱冠梁截面上游面的梁向拉应力减小甚至出现压应力,下游压应力也有所减小,周边缝设缝范围的改变对拱坝的应力及坝体可能存在的开裂状况影响不大。