混凝土单曲拱坝运营期有限元分析

采用有限单元法对白莲崖水电站碾压混凝土拱坝进行仿真分析,并把计算结果与拱梁分载法、有限元等效应力法的计算结果进行分析比较,指出用有限元法分析拱坝的优势和不足,为有限元法在拱坝设计中应用提供了参考依据。     

有限元方法在拱坝稳定分析中的应用

结合有限元方法的计算特点,根据有限元计算结果中坝体的位移突变及塑性区发展来判断拱坝的稳定性,并与刚体极限平衡法稳定分析结果进行了比较。结果表明:有限元法稳定分析结果与刚体极限平衡法一致,有限元法能够克服刚体极限平衡法的缺陷,模拟坝体混凝土和岩体的非线性本构关系,并将坝体和基岩作为整体模型进行计算分析,从而能真实反映拱坝坝肩岩体的失稳机理和破坏过程,为评价拱坝坝肩的稳定性提供依据。     

基于ANSYS的混合线型拱坝等效应力计算

在拱坝应力分析中,有限单元法在计算理论上优于拱梁分载法,并已经广泛应用于拱坝的仿真计算和应力分析。但在弹性理论下,有限元法应力计算结果与所采用的单元类型存在密切关系,且近基础部位存在着严重的应力集中现象。为了解决这一问题,一些学者提出了等效应力法作为改进,但由于拱坝线型不同,采用的参数计算方法亦不同。因此,对混合线型拱坝等效应力计算方法作了进一步改进,即只需输入混合线型拱坝的参数便可得到6种线型拱坝以及介于这6种线型之间的各种拱坝的等效应力。将该方法得到的等效应力计算结果与拱梁分载法的计算结果进行了对比,验证了其准确性和实用性。     

设计地震作用下拱坝的等效应力应用研究

有限元法由于其适用性强的特点而大量应用于拱坝的应力分析中,但由于有限元法计算结果受网格尺寸和网格形态的影响较大,且易在坝踵和坝趾出现应力集中效应,给拱坝的应力评价带来困难。目前有限元等效应力法多应用于拱坝的静力分析中,但对于拱坝在设计地震作用下的应力分析,仍没有明确的评价标准。本文将有限元等效应力法扩展应用于拱坝的动力分析中,结合沙牌拱坝的工程实例,采用抗震规范的承载能力极限状态设计式对坝体强度进行评价,评价的结果和实际情况较吻合,为等效应力在拱坝动力分析中的应用提供了有益的探索。     

巴基斯坦高摩赞大坝枢纽工程拱坝坝肩稳定分析

在拱坝的设计过程中,常进行坝肩稳定性分析。采用了有限元法对拱坝受力进行分析,然后利用有限单元分析的结果采用刚体极限平衡法进行计算。结合巴基斯坦高摩赞工程右坝肩F2和F3断层形成的滑动体进行典型分析。     

基于响应面法的拱坝结构可靠度研究

针对拱坝构造复杂,基岩和筑坝材料具有非线性特性,可靠度分析十分困难的问题,将可靠度计算的响应面法与拱坝应力分析的有限元法相结合分析坝体的可靠度,即:坝体应力与变形的计算采用三维非线性有限元法,可靠度计算采用二次响应面法.以福建省永泰县大洋水电站拱坝为例,分析了该拱坝上游面和下游面的可靠度,得出了可靠指标的变化规律.与其...     

大型非线性结构可靠度计算方法研究

拱坝是水利工程中的常见结构,因坝体材料的物理参数和作用于坝体的荷载均是随机变量,故坝体的应力和变形呈现出不确定性。因此,在拱坝设计和研究中,以概率统计理论为基础,对拱坝进行可靠度分析是科学、合理的。由于拱坝体量大,构造复杂,且基岩和筑坝材料具有非线性特性,使拱坝结构的可靠度分析十分困难。将可靠度计算的响应面法与拱坝应力分析的有限元法相结合,应用成熟的有限元分析软件,分析拱坝的可靠度。坝体应力与变形的计算采用三维非线性有限元法,可靠度计算采用二次响应面法。针对福建省永泰县大洋水电站拱坝的可靠度分析,得出了可靠指标的变化规律。与其他可靠度分析方法相比,该方法可以直接应用确定性的结构计算程序,使大型非线性结构的可靠度分析工作更加简便可行。     

大型非线性结构可靠度计算方法研究

拱坝是水利工程中常见的结构,其坝体材料的物理参数和作用于坝体的荷载均是随机变量,坝体的应力和变形呈现出不确定性.因此,在拱坝设计和研究中,以概率统计理论为基础,对拱坝进行可靠度分析是科学、合理的.由于拱坝坝体量大,构造复杂,且基岩和筑坝材料具有非线性特性,因此使得拱坝结构的可靠度分析十分困难.将可靠度计算的响应面法与拱坝应力分析的有限元法相结合,应用成熟的有限元分析软件来分析拱坝的可靠度;坝体应力与变形的计算采用三维非线性有限元法,可靠度计算采用二次响应面法.针对福建省永泰县大洋水电站拱坝的可靠度分析,得出了可靠指标的变化规律.与其他可靠度分析方法相比,该方法可以直接应用确定性的结构计算程序,使大型非线性结构的可靠度分析工作更加简便可行.     

子模型法在拱坝泄水底孔应力分析中的应用

应用有限元子模型法对某工程高水头薄拱坝泄水底孔进行了三维有限元计算,分析了底孔有压段的孔口应力及上、下游悬臂结构的应力状态。结果表明上游悬臂和坝体交接处底孔侧壁部位顺水流向拉应力较大,而传统的平面有限元法计算拱坝泄水孔口的应力时,认为顺水流向的应力比较小;又通过多方案的计算,对不同模型计算结果的差异进行了分析。相对于传统计算方法,用子模型法对高水头薄拱坝泄水孔口进行有限元分析,可以大大降低计算工作量,减少计算所花费的时间,并有利于提高计算的精度。更多还原     

V形河谷混凝土拱坝应力计算分析

本文以石膏山仁义河V形河谷混凝土拱坝为例,采用拱梁分载四向调整法和三维有限元法对初拟拱坝坝形分别进行应力计算及稳定分析,并进行了坝体抗滑稳定计算分析,根据计算结果优化了拱坝体形,提出了拱坝坝体封拱灌浆的分区及相应的封拱温度,对工程设计及施工具有一定的指导作用。     

高拱坝非线性有限元分析合理网格尺寸研究

针对用非线性有限元法对拱坝进行安全度评价分析时,网格尺寸对计算结果的敏感性,提出了合理网格尺寸的确定方法。以溪洛渡高拱坝为例,对采用非线性有限元仿真分析进行的拱坝安全度评价所要求的合理网格尺寸进行研究,得出了一些有益的结论,可为高拱坝非线性有限元分析的规范化提供参考。     

混凝土拱坝应力分析的有限元方法探讨

混凝土材料的力学性质非常复杂,目前还难以用精确的本构关系来描述。近年来常用线弹性及弹塑性理论分析混凝土拱坝的应力。由于在拱坝近基础部位存在明显的应力集中,这对有限元法计算结果的评价带来了困难,成为有限元法应用于拱坝应力计算的“瓶颈”。为了明确应力集中部位的真实应力水平,文章另辟蹊径,以大型分析软件ANSYS为平台,针对同一个模型,在相同的荷载作用下,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。主要研究2种方法应力计算结果的差异,在此基础上,以坝体开裂现象为手段研究拱坝近基础部位的应力集中现象。期望将2种计算方法结合起来,从不同角度研究坝体的应力分布和裂缝开展。     

基于拱坝稳定的拱圈线型优化探讨

应用有限元法对拱坝的不同拱圈线型进行了屈曲分析，获得了基于拱坝稳定的合理拱圈线型，提出了拱坝稳定最优中心角的概念。     

基于坝—岩基—水耦合解析的坝肩动力稳定分析

为了模拟三维状态下坝、岩基、库水的动力相互作用机理,研究提出了基于坝—岩基—水耦合的三维有限元分析方法。通过分析坝—岩基—水耦合动力相互作用理论,给出了坝—库水体的耦合条件、坝—岩基—库水的边界条件以及地震时粘性边界的分析方法。以某拱坝工程为实例,应用耦合三维有限元方法计算了拱坝及滑裂面应力分布,采用有限单元法和刚体极限平衡法,计算了坝肩各处的抗滑稳定安全系数。结果表明:最大拱向应力、梁向应力均出现在下游面,分别为1.43 MPa、1.50 MPa,在材料可承受的范围内。通过有限元法计算得到的拱坝坝肩岩体抗滑稳定安全系数为2.78~3.23,通过刚体极限平衡法计算的抗滑稳定安全系数为2.89~3.43,两者相差很小,说明该计算方法是有效的。研究成果可为拱坝坝肩抗滑稳定分析提供参考。     

一种综合强度和稳定的高拱坝—坝肩抗震安全评价方法

借助大型有限元程序ADINA及其二次开发功能,通过引入动接触模型,并充分利用极限平衡法和有限单元法这两种分析方法的优点,研究了基于有限元数值应力场的动接触极限平衡法和以坝体动力响应为安全判定主体的分析原则,提出了一种综合强度和稳定的高拱坝—坝肩抗震安全分析方法,建立了能够有效反映高拱坝系统真实工作性态的非线性数值分析模型。据此,深入分析了某高拱坝工程在强震作用下的抗震安全性。该分析方法可以反映整个高拱坝—坝肩系统真实的动态响应,分析结果具有更高的可信度。     

SSOR-PCG方法在高拱坝整体大规模弹塑性有限元分析中的应用

我国目前设计和在建高拱坝地质情况复杂，因此需要对高拱坝进行专门研究，高拱坝整体行大规模弹塑性有限元分析是其方法之一。本文在岩土材料常用的D-P准则本构积分特性的基础上，利用其不用形成弹塑性刚度矩阵的特点，将对称超松弛预处理共轭梯度法(SSOR-PCG)应用于高拱坝整体大规模弹塑性分析。两个数值实例验证了SSOR-PCG方法用于弹塑性有限元计算的正确性和可行性。工程实例表明SSOR-PCG方法适宜应用于在个人计算机上对高拱坝整体大规模弹塑性有限元分析，满足计算速度和计算规模的要求。     

基于ANSYS的拱坝等效应力分析

在拱坝有限元分析成果的基础上进行等效应力计算是件繁琐的工作。利用ANSYS参数化设计语言对拱坝有限元等效应力进行了二次开发,使等效应力的计算变得简单方便,易于掌握,为有限元技术在拱坝分析中的广泛应用提供了有力的技术支持。     

拱坝施工期温度场及温度应力仿真计算

采用三维有限元法对云南省某水电站老坝线的拱坝坝体施工期温度场及温度应力进行仿真分析,得到了拱坝温度场及温度应力分布的一般规律,为混凝土拱坝的温控措施的设计提供有价值的参考依据。     

高拱坝安全度评价方法研究

介绍了目前高拱坝安全评价的几种方法,指出了现存拱坝安全度评价方法的缺点。提出基于有限元分析结果的高拱坝安全度评价体系,研究了坝体裂缝对大坝工作性态的影响,给出了坝体内容许裂缝长度。结合溪洛渡高拱坝工程,阐述了基于弹性或弹塑性有限元分析并综合考虑大坝坝体、建基面和坝基岩体破坏的拱坝安全度评价方法,强调了高拱坝长期安全度评价的重要性。     

拱坝应力控制标准研究

实践经验表明，我国现行混凝土拱坝设计规范存在下列问题：应力标准与建筑物重要性无关，允许主拉应力与混凝土强度无关，拱坝应力分析主要采用多拱梁法和有限无法，但同一拱坝用不同多拱梁法程序计算的结果并不一致，尤其是拉应力相差较多，有限元法具有较强计算功能，但由于应力集中，计算的应力值很大，缺乏合适的应力控制标准。通过对影响拱坝应力控制标准的各项因素进行较深入的分析，提出了一套新的拱坝应力控制标准，使上述各问题都得到了解决。