某碾压混凝土拱坝诱导缝应力与开裂研究

以四川木里河某水电枢纽工程为研究对象,对其碾压混凝土拱坝诱导缝应力及开裂进行研究。利用ANSYS建立三维有限元应力模型,计算得到坝体及诱导缝应力。根据双K断裂准则和混凝土虚拟裂缝理论,从断裂力学角度,利用无限大板穿透裂缝模型和无限大体深埋椭圆模型,计算出诱导缝的等效强度。计算结果表明,设置诱导缝减小了诱导缝附近坝面的温度应力,使坝体两侧的诱导缝受拉裂破坏对称,其拉裂破坏都发生在大坝浇筑完成后的冬季降温期。     

碾压混凝土拱坝诱导缝的断裂力学分析

用断裂力学方法从局部分析了碾压混凝土拱坝诱导缝的设置问题，以含典型诱导缝的坝段为对象，讨论了缝长与缝间距对诱导缝作用的影响，并提出了两种新型诱导缝方案，即诱导缝斜向布置方案和尖头诱导板方案。     

碾压混凝土拱坝诱导缝开裂试验研究

通过多组由深埋椭圆裂缝、深埋矩形裂缝和穿透裂缝3种型式形成不同削弱度的碾压混凝土试件轴拉试验，研究了试件的应力强度因子，分析了不同裂缝的应力强度因子计算公式。由于试件的断裂韧度与裂缝形式无关，假设深埋矩形预留缝试件的应力强度因子可以由深埋椭圆预留缝或穿透预留缝试件的应力强度因子通过修正求得，建立了矩形预留缝试件应力强度因子的近似解析表达式。考虑了尺寸效应后，求得碾压混凝土材料的断裂韧度。根据碾压混凝土拱坝诱导缝的构造特点，并考虑了相邻缝的影响计算出诱导缝开裂的等效强度。这一结果应用于沙牌碾压混凝土拱坝开裂计算的三维非线性应力场仿真计算中。     

基于温度应力仿真的三河口碾压混凝土拱坝分缝设计研究

应用有限元分析软件ANSYS,考虑三河口碾压混凝土拱坝全过程瞬态温度荷载,对采用“4条横缝+4条诱导缝”和“5条横缝+4条诱导缝”的坝体分缝设计方案进行温控仿真分析,并在初期蓄水阶段对坝体接缝实施变形监测分析。结果表明：采取控制浇筑温度和通水冷却的双重温控措施,采用“5条横缝+4条诱导缝”的分缝形式,可确保坝体在温度荷载下的运行安全和蓄水期的正常工作性态。温度控制和裂缝预防研究成果可为类似工程的结构设计和现场施工提供参考。     

诱导缝在碾压混凝土拱坝中的应用

1概述随着碾压混凝土筑坝技术的发展,诱导缝不仅是碾压混凝土拱坝中必不可少的结构措施,其范围已延伸到碾压混凝土重力坝中,可用于解决边坡陡峭的侧向稳定问题,起到联合抗滑稳定的作用。合适的诱导缝需要通过大量的研究工作而确定,研究方法是采用有限单元法,应用三维有限元程序,模拟施工过程进行多方案的仿真计算。通过对温度徐变应力的分析,研究诱导缝与温度应力之间的关系,结合温控措施,确定诱导缝的条数、位置以及诱导缝的削弱程度。研究过程是采取循序渐进的办法,首先研究大坝整体不分缝的情况,了解最大应力产生的部位和时间,初步判断设…     

设有诱导缝碾压混凝土拱坝运行期应力分析

借以ANSYS分析平台,利用诱导缝等效强度理论在有限元中的实现,结合山口岩碾压混凝土拱坝工程实例,编制内部程序APDL命令流,进行非线性有限元建模及加载,并对超载下不同缝位设缝前后拱坝应力进行分析比较。结果表明在拱坝半拱形心位置设缝更有利于拱坝坝面主应力的合理分布。     

碾压混凝土拱坝应力场仿真分析及分缝设置

利用三维有限元法,结合江西省平乡市山口岩拱坝工程,进行了大坝施工期和运行期的温度场和温度应力分析,温度场计算考虑了混凝土水化热温升、气温变化、浇注间歇、边界条件的改变等复杂因数,温度应力计算考虑了徐变及混凝土弹性模量随龄期变化等因数。根据仿真分析结果坝体混凝土温度应力的时空分布规律,在拱坝高拉应力区进行分缝,计算结果表明,分缝释放应力的作用显著,设置合理,为山口岩拱坝的温控设计提供了有益的参考依据。     

碾压混凝土坝诱导缝设置及拱坝诱导缝等效强度

综述了国内外部分已建碾压混凝土拱坝和重力坝设置诱导缝的实例，以及在拱坝和重力坝中设置诱导缝的差异。介绍了我国碾压混凝土拱坝诱导缝的模型试验概况、诱导缝等效强度理论研究和数值计算的现状。     

七里塘碾压混凝土拱坝温度应力仿真分析

利用有限元软件对七里塘碾压混凝土拱坝施工期的温度场和温度应力场进行了仿真分析。仿真过程中,通过竣工时温度等值线图和第一、三主应力图,拱冠梁温度包络图,坝体温度应力包络图以及不同高程的温度变化曲线,得出了温度场和温度应力场的变化规律。仿真结果表明：大坝浇筑施工过程中,坝体内最高温升不算太高,温度应力也没有超过允许值,设计是合理的;坝体与基岩接触的强约束区较小范围内出现较大应力。对减小局部较大应力的措施提出了建议。     

考虑施工期至运行期全过程温度荷载作用的高碾压混凝土拱坝结构分缝研究

在碾压混凝土拱坝设计中,选择合理的分缝方案是改善坝体应力分布、保证大坝安全的关键技术问题。本文对万家口子碾压混凝土拱坝,根据碾压混凝土坝的实际成层浇筑过程和施工期的温度作用,通过三维有限元数值仿真计算,对设置8缝、10缝和不设缝情况下的坝体应力和位移分布规律进行分析和比较,并探讨了诱导缝的作用以及设置诱导缝的利弊。最后,确定了8缝方案为最优方案。计算结果表明,对坝体设置诱导缝可以有效的释放坝体应力。但坝体分缝条数不宜过多。     

碾压混凝土拱坝三维弹塑性有限元分析

在建立碾压混凝土拱坝等效连续概化模型的基础上 ,采用压扁单元和等效连续概化模型相结合来模拟碾压混凝土坝体的方法 ,运用四参数、Mohr- Coulumb和 Drucker- Parger准则分别模拟坝体、层面和基岩 ,以及用分散式裂缝模型模拟坝体开裂状态。对沙牌碾压混凝土拱坝进行的三维弹塑性有限元分析表明 ,坝肩出现了非层面向的裂缝并危及帷幕灌浆体 ,不利于拱坝正常运行。     

碾压混凝土拱坝设人工短缝的应力释放及止裂作用

大仓面碾压混凝土拱坝横缝少，整体性好，仓面准备工作量少，浇注工艺简化，施工速度快，省水泥和温控措施，但施工期内外温差约束强，运行期均匀温降及温差应力大。拱结构研究表明：在上游坝肩拉力区设人工折缝，将折缝缝端置于低应力区，下游面拱冠设径向短缝，可以大大减少或消除温度和水压引起的拉力；从近缝两侧有限元节点位移差直接求得缝端应力强度因子，和缝端止裂措施组合韧性比较，可以保证人工构造缝的稳定。该设计已用于碾压混凝土工程，实测表明在超高水位下运行时人工短缝张开小于1mm，止裂措施后实测应变小于37个微应变，止裂效果好，人工缝保持稳定。     

碾压混凝土拱坝双向相邻诱导缝断裂试验与分析

针对碾压混凝土拱坝诱导缝双向相邻布置结构的力学问题,进行了不同削弱度的碾压混凝土试件轴拉试验。根据试验结果,考虑双向相邻诱导缝的影响,得到了用于诱导缝断裂分析的双参数等效强度的修正系数。对沙牌碾压混凝土拱坝的诱导缝双向相邻布置结构进行了计算分析,计算结果反映了诱导缝的双向相邻布置对其等效强度的影响,说明坝体中诱导缝的双向相邻布置在温度应力场的作用下更容易开裂。     

堆石混凝土拱坝温度应力仿真及温控措施研究

为了研究堆石混凝土拱坝在有无温控措施条件下施工期和运行期温度应力分布的变化规律,围绕国内某一即将开工建设的堆石混凝土拱坝工程,设计了3种不同温控措施条件的工况,运用大型有限元分析软件SAPTIS,对堆石混凝土拱坝在不同工况下施工期和运行期的应力场和温度场进行了仿真分析,结果显示:在无温控措施条件下,坝体内部最大横河向拉应力达到2. 0MPa,存在开裂风险;在简易温控措施条件下,坝体内部最高温度为37℃,最大横河向拉应力为1. 45 MPa,满足温控防裂要求。由此可见,在堆石混凝土拱坝施工过程中,采用简单的温控措施即可满足温控防裂要求。     

高碾压混凝土拱坝中的构造缝问题研究

为了控制施工期温降引起的坝体裂缝，国内外已建成的几座碾压混凝土拱坝普遍设置了诱导缝。我国在国家“八五”科技攻关过程中深入研究了诱导缝的作用和合理布置问题，提出了诱导缝等效强度计算模型和断裂判别式以及有效作用范围估计方法，为诱导缝设计提供了理论依据，并对高碾压混凝土拱坝设置少量横缝的作用和适用条件提出了依据。     

山口岩拱坝碾压混凝土现场碾压试验

介绍了山口岩双曲拱坝碾压混凝土的现场试验过程,以验证设计配合比、施工工艺流程、施工系统及施工设备的适应性,并确定施工工艺和参数,确定质量控制标准,最终保证混凝土质量。     

马渡河RCC拱坝温度场及温度应力仿真分析

以马渡河水电站为工程背景,采用三维有限元法仿真分析了该碾压混凝土双曲拱坝施工期和运行期的温度场及应力场.分析中考虑了通水冷却和不通水冷却2种方案.分析结果表明:2种方案温度与应力的分布规律相同,不通水方案混凝土最高温度达到36.5℃,超出了温控要求的最高温度36℃.根据仿真分析结果坝体混凝土施工期和运行期温度场及应力场的时空分布规律,为马渡河碾压混凝土拱坝的温控设计提供了有益的参考依据.     

碾压混凝土拱坝破坏形式有限元仿真分析

以某工程碾压混凝土拱坝为例,采用有限元法仿真模拟大坝结构、地基条件、荷载和运行情况(包括意外的荷载和运行情况)等,通过对大坝应力场、位移场、渗流场、抗滑稳定与强度可靠性的计算分析,研究可能导致破坏的原因和破坏形式,确定典型坝体薄弱部位。     

云龙河碾压混凝土拱坝结构分缝研究

考虑碾压混凝土拱坝的施工特点,浇筑气温变化影响,施工渡汛及横缝灌浆要求,水库蓄水过程以及混凝土的热力学特性变化等因素,采用三维有限元法计算坝体温度场及应力场过程,结合云龙河工程实际,通过对比分析不同分缝方案下的坝体应力场计算结果,推荐了一种分缝方案.