重力坝分析的改进有限元等效应力法

本文提出了重力坝分析的改进有限元等效应力法,分析了改进前后应力计算结果的变化,研究表明,当网格尺寸较大时,改进的等效应力方法具有更高的精度。对比研究了采用有限元等效应力方法、材料力学方法计算应力在结果上的相同点和不同点。分析表明,有限元等效应力法在解决应力集中的同时,还能反映地基刚度对建基面竖向正应力分布的影响,从而解决了材料力学的一些限制。结合我国第一座胶结颗粒料永久工程一守口堡工程的设计,详细分析了地基刚度对坝基面应力分布的影响,取得了很好效果。     

混凝土重力坝局部等效应力法初探

在混凝土重力坝有限元应力分析中,坝踵和坝趾的应力随网格剖分尺寸的减小而急剧增大.针对该问题.提出局部等效应力方法.即对坝基面坝踵和坝趾局部区域进行局部等效处理.坝基面中间大部分区域仍采用有限元计算.通过对坝基面局部等效处理长度进行敏感性分析,认为坝踵、坝趾各取1/6～1/4坝底宽进行等效处理.可以得到较稳定的等效应力值,坝踵、坝趾处最小单元尺寸应在1/12～1/8坝底宽.进而基于局部等效应力法分析了坝基变模对坝体变形应力状态的影响,认为局部等效应力法能较好地反映坝基不同变形模量对坝体应力状态的影响.     

基于矩法的重力坝建基面非线性等效应力分析

针对重力坝建基面角缘应力问题提出了非线性等效应力的概念。采用多项式表示等效应力,根据等效应力的各阶矩与有限元应力相应的各阶矩相等,确定多项式的系数,进而得到等效应力的分布。分析表明,当前普遍采用的线性化等效应力仅是非线性等效应力在一次矩等效时的特例。重力坝算例说明,2阶等效应力具有一定的网格稳定性,适合在重力坝工程中比较局部角缘应力。     

有限元等效应力法在拱坝设计中的应用

有限元等效应力法是拱坝设计规范新规定的两种强度校核方法之一，也是规范新规定的拱坝强度设计标准。文章是基于大型有限元软件ANSYS7．1，对块泽河电站拱坝进行有限元分析及其等效应力的计算，并按规范新规定的强度标准进行校核。为结合实例介绍有限元等效应力法在拱坝设计中的运用实例。     

有限元等效应力在拱坝应力设计中的应用

有限元等效应力是拱坝设计规范规定的两种强度校核方法之一,也是规范规定的拱坝强度设计标准,本文介绍了其发展情况、基本理论和计算方法,并结合工程实例介绍有限元等效应力在拱坝设计中的运用,按规范规定的强度标准进行校核,计算结果合理有效,同时与其他计算方法进行了比较分析,揭示了拱坝等效应力计算研究对工程的意义,得出有益结论,为拱坝结构计算研究提供参考。     

重力坝三维有限元仿真分析

采用三维有限元软件（ANSYS）对大坪菁水库主坝进行了受力分析。结果表明：坝体的应力符合有限元计算的一般规律,计算结果反映了重力坝的实际应力分布情况。运用有限元软件（ANSYS）进行重力坝应力计算可节约时间,提高工作效率,有较大的实用价值。     

拱坝的有限元等效应力及复杂应力下的强度储备

有限元等效应力法今后将逐步取代拱梁分载法成为拱坝设计的主要方法,在计算有限元等效应力时,应直接进行数值积分,而不宜用二次曲线逼近,坝体自重宜用分步增量法计算,在坝体下游面压应力最大处,双向受压使混凝土抗压强度提高8％左右,如考虑施工期温度拉应力,抗压强度可能反而降低17％左右．在坝体上游面拉应力最大处,侧向压应力使混凝土抗拉强度下降7％～8％左右,在上游面拱冠区,三向受压,使抗压强度提高9％左右．     

有限元内力法求解拱坝等效应力

提出了拱坝等效应力分析的有限元内力法。该法首先按常规方法建立拱坝及地基在外荷载作用下的有限元平衡方程，求解结点位移和单元应力，然后将坝体分解为拱系和梁系，根据拱和梁的内力平衡条件求解指定截面上的约束内力，并进而求解相应截面上的内力(弯矩、轴力、剪力等)和坝体内任一点的等效应力。文中推导了相应的计算公式，并对典型的圆筒拱坝分析了径向网络尺寸对等效应力计算结果的影响，从而说明了该方法的正确性。     

基于ANSYS的重力坝建基面等效应力计算

采用ANSYS进行重力坝坝体应力分析时,坝踵、坝趾等角缘部位存在应力集中现象,转化为等效应力可以有效地避免这个现象,但ANSYS没有提供专门的等效应力计算模块.本文基于ANSYS软件计算重力坝应力,采用VB可视化编程直接访问ANSYS数据库,结合等效应力计算公式实现对重力坝建基面等效应力计算,并通过算例验证了其实用性、...     

基于 ANSYS 的拱坝三维有限元等效应力分析

有限单元法可处理多种复杂的边界条件,计算过程更严密,在拱坝应力分析中已广泛应用。通过对坝体的离散化,将坝体离散为相互作用的单元和节点进行复杂条件下的应力分析。采用 ANSYS 分析软件计算了某水库单曲浆砌石拱坝在多种荷载组合作用下的坝体应力及变形,实现了等效应力的参数化计算,并与拱梁分载法计算成果进行对比分析,进而对拱坝结构安全性进行分析评价。     

基于ANSYS有限元的混凝土重力坝坝踵正应力分析

采用ANSYS结构分析软件,对桌混凝土重力坝进行有限元应力分析,对比二维与三维模型,针对完建工况、运行工况中是否设置防渗帷幕及排水孔,研究了上游边坡坡率对坝踵正应力的影响,由此得出一些有价值的结论,供设计单位参考.     

应力应变有限元法在面板堆石坝设计中的应用

利用有限元前处理网格自动剖分程序进行计算数据的准备,用有限元方法对面板堆石坝进行不同坝坡方案、不同坝体受荷条件下的计算分析,对坝体应力应变采用线性与非线性两种方法进行了分析比较,从而得出面板堆石坝坝坡的大致范围以及坝体应力和变形的分布规律,最后对面板堆石坝设计提出了一些建议。     

重力坝水力劈裂分析的扩展有限元法

水力劈裂是高坝在高水压作用下发生破坏的主要诱因之一，针对常规有限元法分析水力劈裂问题存在的缺点，研究了采用新兴的扩展有限元法（XFEM）进行重力坝水力劈裂数值模拟的方法。通过建立考虑裂纹面水压力作用问题的虚功原理，推导出了采用扩展有限元法分析水力劈裂问题的有限元列式；给出了反映裂纹面不连续性的不连续函数数值积分方法、开裂判断准则、应力强度因子的积分方法以及裂纹面扩展过程模拟方法，从而给出了模拟裂纹面有分布水压力载荷作用的水力劈裂问题扩展有限元实现方法。最后通过向家坝重力坝坝踵水力劈裂数值分析，展示了该方法的可行性和优越性。算例表明应用扩展有限元法进行水力劈裂分析可克服常规有限元法的缺点，不需要裂纹面与有限元网格一致，不需要在裂缝周围布置高密度网格，模拟裂纹扩展过程时不需要不断地重新划分网格,极大地简化了前处理工作。     

重力坝水力劈裂分析的扩展有限元法

水力劈裂是高坝在高水压作用下发生破坏的主要诱因之一。针对常规有限元法分析水力劈裂问题存在的缺点,研究了采用新兴的扩展有限元法（XFEM）进行重力坝水力劈裂数值模拟的方法。通过建立考虑裂纹面水压力作用问题的虚功原理,推导出了采用扩展有限元法分析水力劈裂问题的有限元列式;给出了反映裂纹面不连续性的不连续函数数值积分方法、开裂判断准则、应力强度因子的积分方法以及裂纹面扩展过程模拟方法,从而给出了模拟裂纹面有分布水压力载荷作用的水力劈裂问题扩展有限元实现方法。最后通过向家坝重力坝坝踵水力劈裂数值分析,展示了该方法的可行性和优越性。算例表明应用扩展有限元法进行水力劈裂分析可克服常规有限元法的缺点,不需要裂纹面与有限元网格一致,不需要在裂缝周围布置高密度网格,模拟裂纹扩展过程时不需要不断地重新划分网格,极大地简化了前处理工作。     

关于粉煤灰混凝土重力坝应力分析的探讨

粉煤灰混凝土坝在中小型工程中前景看，但对它的设计理论有待进一步研究，本文简要介绍其应力分析方法，以供设计者参考。     

论混凝土拱坝有限元等效应力

有限元法计算功能很强,但由于应力集中,难以直接用于混凝土拱坝体形设计,本文首先说明采用笔者提出的有限元等效应力可以解决这一矛盾,然后给出它的计算方法和计算结果,最后说明有限元等效应力的控制标准。笔者提出的上述方法和控制准则已为我国《混凝土拱坝设计规范》( DL/T 5346-2006 )所采用。     

宝泉浆砌石重力坝三维有限元动力分析

考虑地震动水压力作用和地基弹性的影响,采用《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）推荐的振型分解反应谱法,对宝泉浆砌石重力坝进行三维有限元动力分析．计算结果表明,大坝整体上的应力和位移能满足抗震设计的要求．在坝踵局部区域、范围很小的拉应力不会影响大坝的安全．     

铅厂电站碾压混凝土重力坝粘弹性有限元分析

碾压混凝土重力坝由于其筑坝技术的特殊性,坝身存在为数众多的水平施工层面,坝体整体性被削弱,产生明显的各向异性和粘弹性特征,影响大坝的安全性。分别采用三维线弹性有限元、弹塑性有限元和粘弹性有限元法,对铅厂电站碾压混凝土重力坝典型坝段的静力特性和运行期坝体粘弹性特征进行分析。3种不同的有限元分析结果表明,粘弹性分析的应力数值同线弹性分析结果较为相近,较弹塑性结果稍大;位移较线弹性及弹塑性分析的结果更大,同时,粘弹性导致后期变形。因此,这种由于坝体材料粘弹性特性引起的位移持续增长的现象应该得到足够的重视。