用有限单元法分析混凝土重力坝受爆炸冲击波荷载作用的动力反应

本文应用有限单元逐步积分法,分析混凝土重力坝在爆炸冲击波荷载作用下的动力反应;对影响结构动力反应的有关参数的相互关系进行了研究计算。计算成果与试验值比较,其规律性完全一致。计算中结构的离散化全部采用网格自动剖分,这样,大大节省了上机前的人工信息准备,避免了人为的错误、信息可靠、提高了效率。文末对相应的计算程序作简单的介绍。     

砼重力坝受冲击波荷载作用下的动力反应

用平面问题有限元的振型组合法和逐步积分法计算两种模型坝体受水中或空气冲击波荷载作用的动力反应,其成果与试验成果一致,很好的反映了模型坝体在冲击波荷载作用下的动力反应。     

冲击荷载作用下混凝土重力坝破坏特性分析

冲击荷载作用下混凝土重力坝破坏特性较静荷载作用下要复杂得多。采用钢板均匀冲击模拟水下循环冲击波对混凝土重力坝的作用,试验遵循几何和重力相似准则,对模型重力坝进行均匀冲击破坏特性研究,得到模型坝体的动力破坏特性,并对裂缝位置和扩展情况进行定位和追踪。试验结果表明:当坝体遭受循环均匀冲击荷载时,上游坝面坝体最大动应变不再在坝踵处,而是位于坝体中部;坝头部位是抗冲击的薄弱部位,最先出现开裂破坏;坝体破坏模式包括贯穿性断裂、碎裂、层裂和抛掷等。试验结果可为大坝的运行管理、防爆抗振设防及安全评价提供理论依据和技术支持。     

水下爆炸冲击荷载下混凝土重力坝的破坏效应

在相同炸药量下水下爆炸对混凝土重力坝的破坏效应强于空中爆炸,因此需重点关注水下爆炸冲击下的混凝土重力坝的毁伤机理。考虑爆炸作用下混凝土的高应变率效应、冲击波与结构的动态相互作用以及结构的非线性动态响应等复杂问题,基于Lagrangian-Eulerian全耦合方法建立水下爆炸混凝土重力坝耦合模型,对近坝水下爆炸冲击波传播特性进行分析,得到了水下爆炸冲击下混凝土重力坝的毁伤破坏过程及毁伤机理。研究表明,水下爆炸冲击荷载作用下混凝土重力坝的毁伤模式主要有爆炸成坑破坏、气穴冲切破坏、震塌拉伸破坏、冲击波冲切破坏、弯曲破坏和整体拉伸破坏。     

对砼重力坝稳定分析的几点意见

(一)砼坝稳定分析的重要性和各国共同的经验砼重力坝的稳定分析,是一个具有重大技术经济意义的问题。在新安江大坝设计中,坝体断面决定于滑动的稳定要求,按照技术设计阶段的计算,摩擦系数相差0.01,砼工程量即相差2万方,折合投资达70多万元之钜。另一方面,坝体的稳定又关系着整个工程,以及下游几百万人民生命财产的安全。因此,如何正确合理、既经济又安全地解决重力坝的滑动稳定问题,就成为目前大家所关心和争论的一个问题。我院在施工的新安江、黄坛口、古田三个工程中所采用的稳定分析方法,和国内其他工程一样,按照不考虑粘着力的方法。引用的公式如下:     

渡槽结构在爆炸冲击荷载作用下的动力响应

针对渡槽结构在爆炸冲击荷载作用下的动力响应问题,以南水北调中线某渡槽为例,采用M法模拟桩周土体对桩的作用,采用基于Housner理论的弹簧质量模型模拟槽身与水体的相互作用,并利用三维有限元建立了渡槽结构在爆炸冲击荷载下的分析模型。利用时程分析法分别计算了渡槽结构在空槽、半槽水深、设计水深3种工况下,遭受爆炸冲击荷载时所产生的位移和应力。结果表明：槽身的最大位移响应和最大应力响应均大于槽墩的,槽身中部的最大拉应力响应大于槽身两端的,侧墙顶端和底板中部拉应力响应相对较大,而槽墩上部的最大位移响应和最大应力响应又大于槽墩下部的;在空槽时,槽身内最大拉应力和最大位移响应最大,此时对结构最为不利。     

动荷载作用下混凝土重力坝应力及稳定性分析

为研究地震荷载作用下重力坝稳定及应力变形规律,通过有限元数值模拟方法对溢流坝段和非溢流坝段进行了三维模型计算.地震荷载组合作用下,坝体水平位移更大,坝顶部水平位移最大,坝踵处竖向位移最大;坝体的最大大主应力、小主应力也更大,且坝踵处大主应力最大,廊道附近小主应力最大;坝体的安全系数最小,且在相同荷载组合下溢流坝段的安全...     

对混凝土施工的几点意见

混凝土是目前重要的建筑材料之一，它具有抗压强度大、使用寿命长、造价低等特点。本文结合相关理论及工作实践，总结出为确保混凝土施工强度、质量应采取的措施。     

考虑纵缝影响的重力坝静动力荷载组合作用分析

将时间显式积分动力有限元方法与黏弹性动力人工边界理论相结合,建立了有纵缝混凝土重力坝坝体-地基系统的非线性动力反应计算分析方法。同时,采用动力学方法求解静力作用效应,解决了含接触非线性问题的重力坝坝体静、动力荷载组合作用效应的计算问题。文中采用该方法分析了某混凝土重力坝的纵缝对坝体静、动力力学特性的影响程度,明确了纵缝的存在是影响坝体抗震安全性的不利因素,从而也验证了方法的可行性和有效性。     

提高漫湾水电站重力坝安全性的几点意见

一、概述漫湾水电站初设选定为混凝土重力坝,坝高为126米,坝基为流纹岩。这种岩石岩性相对均一,坚硬块状,无原生软弱夹层,是良好的坝基。坝体经分析应力较低,具有很多有利因素。但由于规模较大,坝较高,并有一些复杂的因素,如坝区构造比较复杂,地基节理裂隙发育,下游水位较高,左岸岸坡较陡峻等。为了减少或避免可能的     

对混凝土施工质量的几点意见

文中针对混凝土施工质量、从强度、混凝土标号方面进行了影响因素分析、并提出控制混凝土施工质量的四大环节。     

混凝土重力坝在地震荷载下的稳定分析

采用混凝土损伤塑性本构模型,利用有限元分析软件ABAQUS进行混凝土坝的结构计算,分析某混凝土坝在地震荷载下的响应,分析结构的稳定性和任意荷载作用下结构的破坏情况.计算结构表明:采用混凝土损伤塑性本构模型,利用有限元分析软件ABAQUS进行混凝土坝的结构计算,可以更加直观反映混凝土坝的应力、应变和整个坝坡破坏发展过程....     

混凝土动态弹性模量对重力坝地震反应的影响分析

现行水工抗震规范中规定,大坝混凝土动态弹性模量在静态弹性模量基础上提高30%。这一规定体现的是混凝土瞬时模量与持续模量的差异,而非加载速率的影响。根据国内相关混凝土坝设计规范,持续模量约为瞬时模量的0.67倍,亦即瞬时模量可较持续模量提高50%。本文结合不同高度的重力坝,从大坝自振特性、动位移、动应力及静动综合应力诸方面进行比较分析,论证两种动态弹性模量取值的影响。结果表明:坝体动态弹性模量提高率从30%增至50%后,对重力坝动力特性及地震反应的影响很小。     

库尔普桑斯克水利枢纽不同混凝土重力坝方案的动力特性和地震荷载

根据以上理论,作者对库尔普桑斯克枢纽的混凝土重力坝进行了两种方案的比较。坝高 110米,采用了两种不同的剖面:一个是 B/H=0,7,上游面铅直的普通三角形剖面:一个是 B/H=0.56,上下游坝坡相同的等腰三角形剖面。     

地震荷载作用下的重力坝三维数值分析

基于结构动力学分析理论,对地震荷载作用下重力坝的动力响应进行了三维数值分析。首先建立了三维有限元模型,然后采用子空间迭代法计算了重力坝在空库和正常蓄水位工况下的前三阶振型的自振频率;采用时域响应分析方法计算了重力坝在正常蓄水位工况下的X向和Z向速度、加速度变化规律。     

混凝土重力坝水下接触爆炸下的毁伤特性分析

采用常规有限元法研究接触爆炸下的结构破坏特性时,往往将由于网格高度畸变而导致计算中断或错误的结果。考虑炸药、流体、结构之间的动态耦合及混凝土的高应变率效应,采用SPH-FEM耦合方法,其中SPH法用于模拟爆炸近区的坝体大变形,FEM法用于模拟远场坝体响应,构建了混凝土重力坝水下接触爆炸的全耦合模型,对水下接触爆炸下的大坝动态响应及毁伤特性进行分析。研究表明,采用SPH-FEM耦合分析技术可以较好地揭示水下接触爆炸下大坝冲坑形成及其毁伤特性;水下接触爆炸冲击荷载作用下大坝受损程度比水下非接触爆炸时严重,在研究水工大坝抗爆性能时,应重点关注水下接触爆炸下的大坝毁伤特性。     

基于ANSYS的碾压混凝土重力坝静动力分析

采用大型通用软件ANSYS,通过对阿海水电站碾压混凝土重力坝方案挡水坝段进行平面有限元静力和动力计算,并利用后处理软件TECPLOT对静动结果进行叠加分析,探讨了坝体及基础在各种工况下的变形和应力规律,了解坝体和基岩在设计条件下的工作形态,对方案的可靠性进行了评价。     

基于增量动力分析的混凝土重力坝抗震性能分析

基于性能的抗震设计理念, 利用增量动力分析法(IDA)结合所建立的混凝土重力坝模型, 根据分位分析结果评估重力坝抗震性能。以Koyna重力坝为例, 分别建立以无质量地基法和附加质量法的传统模型和以黏弹性边界法和流固耦合法建立的坝体-地基-库水相互作用抗震分析模型。选取16条地震记录作为输入, 选取地面峰值加速度作为地震强度指标、坝顶相对位移作为结构性能指标, 以此为基础作IDA曲线。将两种模型分位分析结果进行对比, 结果表明:针对不同保证率的地面峰值加速度(PGA), 新模型总体安全冗余度高于传统模型10%~20%, 以传统方法建立的抗震分析模型的计算结果偏于保守, Koyna大坝的极限抗震能力约为0.45g, 其功能保障水平约为0.34g; IDA方法也将为今后大坝抗震设计提供一种新的思路。     

水下爆炸冲击作用下混凝土闸坝的失效模式分析

水下爆炸冲击荷载具有短持时、强峰值等特性,其破坏能力较之静态荷载和地震荷载要强的多,会对水工建筑物造成严重的破坏。考虑爆炸荷载下的混凝土高应变率效应,采用显式动力有限元LS-DYNA构建了混凝土闸坝厂房坝段水下爆炸全耦合数值模型,对比分析炸药在闸坝进口段库前和内部水下爆炸冲击荷载作用下的大坝破坏特性,研究混闸坝在水下爆炸冲击作用下的失效模式和破坏机理,为混凝土闸坝抗爆性能评估和防护设计提供基础。结果表明水下爆炸冲击荷载作用下混凝土闸坝将发生严重的破坏,且进口段内部爆炸比库前水下爆炸破坏更加严重。更多还原     

基于动力有限元法的重载荷载作用下公路桥梁振动响应

采用时间域有限元数值分析方法,分析了公路桥梁在重载荷载作用下的振动响应。2D计算模型中车-桥耦合振动体系包含了车辆和桥梁,考虑了车速、桥梁跨径、桥梁阻尼率情况下对车-桥耦合系统振动的影响,并进行了数值分析,计算结果表明:在一定范围内,移动荷载的重量越大、移动荷载速度越大、桥梁的跨度越大、桥梁的振动阻尼越小,桥梁振动越剧烈。