物理模型与数学模型对比分析沙牌拱坝的结构特性

结合沙牌碾压混凝土拱坝工程实际，采用结构模型试验和三维非线性开裂计算相结合的研究方法，着重研究含诱导缝的碾压混凝土拱坝的结构应力与开裂特性，获得了大坝的应力分布、大坝及诱导缝开裂破坏形态、破坏过程及破坏机理，模型试验与数值计算所得结果相近，为沙牌工程的设计和施工提供了参考依据。     

碾压混凝土拱坝徐变度反演分析方法

徐变对混凝土坝的应力、应变影响较大 ,文章针对沙牌碾压混凝土拱坝埋有正、倒垂线及一定数量应力应变计的特点 ,提出一种反演沙牌坝体碾压混凝土徐变度的方法 ,并研制了相应的计算程序。     

高碾压混凝土拱坝超载的有限元分析

结合沙牌碾压混凝土拱坝，用三维非线性有限元对拱坝的水压力超载过程进行仿真分析，研究坝体的破坏机理。计算结果表明，碾压混凝土拱坝的超载破坏方式是最初形成周边裂缝，进而在层面延伸，直至完全破坏；层面施工质量和施工工艺对拱坝的安全度有重要的意义。     

高碾压混凝土拱坝真三维施工模拟

通过对高碾压混凝土拱坝施工过程的系统分析，将计算机数字模拟技术成功用于高碾压混凝土拱坝施工管理与进度控制领域，采用深度冲区消隐技术对高碾压混凝土拱坝施工过程进行真三维仿真模拟，针对大坝施工进度严重滞后的情况，提出了特定情况下沙牌大坝混凝土的施工方案和工程措施，并进行了施工进度预测。     

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。     

高碾压混凝土拱坝真三维施工模拟

通过对高碾压混凝土拱坝施工过程的系统分析,将计算机数字模拟技术成功运用于高碾压混凝土拱坝施工管理与进度控制领域;采用深度缓冲区消隐技术对高碾压混凝土拱坝施工过程进行真三维仿真模拟。针对沙牌大坝施工进度严重滞后的情况,提出了特定情况下大坝混凝土的施工方案和工程措施,并进行了未来任意时段施工进度定量化预测。     

高碾压混凝土拱坝施工工艺及模拟仿真研究

结合坝高132m的沙牌碾压混凝土拱坝的施工,研究并提出了大坝混凝土真空溜管入仓工艺、改性混凝土扩大使用范围、大坝混凝土冬季施工措施及大坝施工过程仿真模拟程序和施工进度等。研究成果在沙牌水电站大坝混凝土施工中得到成功应用。     

最高的碾压混凝土拱坝

位于四川省阿坝藏族羌族自治州境内的岷江支流草坡河上游，正在兴建一座高达132m、目前世界上最高的碾压混凝土拱坝——沙牌水电站。这座大坝的高碾压混凝土拱坝应力应变全过程仿真计算研究是由大连理工大学土建学院土木结构研究室赵国藩院士领导的课题组完成的。     

高碾压混凝土拱坝不同分缝形式结构特性的试验研究

结合沙牌碾压混凝土拱坝，采用整体结构模型试验，分别对设置周边应力释放缝加两条诱导缝、三条诱导缝、坝体不设缝三种方案进行了坝体的应力及变形特性、破坏形态、破坏过程及破坏机理的分析，从而得出了不同分缝形式下高碾压混凝土拱坝的结构特性。     

两座碾压混凝土拱坝结构模型破坏试验对比分析

结合普定和沙牌两座碾压混凝土拱坝的结构模型破坏试验,对比分析了两座拱坝的结构应力、坝体位移及拱坝开裂破坏过程、破坏形态和破坏机理。通过分析研究,得出了碾压混凝土拱坝体形及诱导缝宜对称布置为好,以及为了体现碾压混凝土大坝快速施工的特点,坝身不宜设置过多的孔口等结论。     

混凝土固化徐变理论在拱坝徐变试验成果中的应用分析

介绍和分析了混凝土固化徐变理论的特点与适用条件。对二滩水电站大坝不同岩性的全级配混凝土徐变试验成果进行了研究,采用固化理论对试验数据进行分析,说明固化徐变理论能够准确拟合徐变函数,对建立混凝土非线性徐变理论模型有重要的应用价值。     

大型渡槽温度应力仿真研究

用化学反应速率描述温度对混凝土绝热温升的影响,求解基于等效时间的非线性热传导方程,对南水北调工程某渡槽施工期温度场和徐变应力场进行了仿真计算.研究表明,对于夏季和冬季浇筑的混凝土,采用基于等效时间的混凝土绝热温升理论和传统理论的计算结果有较大差异.     

大体积混凝土温度徐变应力简易算法

水泥水化热引起的温升导致大体积混凝土浇筑后会产生很高的温度应力,从而导致混凝土开裂。由于混凝土徐变产生的应力松弛降低了温度应力水平,这对防止混凝土开裂是有益的,因此,在温度应力的计算中必须考虑徐变的影响。目前在温度徐变应力的计算中采用有限元法居多,但有限元法计算效率较低。通过对原有松弛系数法计算公式进行补充并在误差允许范围内对其进行简化,提出了温度徐变应力的简易算法。对温度仿真分析结果采用简易算法进行温度徐变应力计算,通过计算结果的对比验证了计算的准确性,该方法为求解大体积混凝土温度徐变应力提供了一条便捷的途径。     

基于ANSYS二次开发的基岩不均匀性对混凝土基础约束应力影响分析

基础约束应力分析是确定大体积混凝土温控措施的重要依据,在以往有限元计算时都假定基岩是均匀的,而实际基岩被各种结构面切割并不均匀。利用ANSYS软件提供的APDL和UPFS二次开发功能,建立弹性徐变本构方程,实现大体积混凝土徐变应力的有限元计算,并通过具体算例验证程序正确性,在此基础上分析基岩不均匀性对大体积混凝土基础约束应力的影响。计算结果表明:与均匀基岩计算相比,考虑基岩不均匀性时,基础约束区混凝土最大拉应力会增大,需采用更为严格的温控措施来避免混凝土裂缝出现,为大体积混凝土温控提供一定的指导。     

延安Q2黄土三轴蠕变特性试验研究

对延安地区Q₂黄土进行了三轴蠕变试验,通过试验得到了延安Q₂黄土不同含水率及不同围压条件下应变-时间曲线和应力应变等时曲线。经过曲线分析发现,应力水平、围压及含水率对延安Q₂黄土的蠕变特性具有较大影响,且当应力水平高于试样的屈服应力时,Q₂黄土表现出显著的非线性蠕变特性。根据蠕变试验结果及模型原理,利用类比法建立了三维应力状态下的黏弹塑性蠕变模型。在此基础上,建立了考虑瞬时损伤的黄土蠕变本构模型,并运用拟牛顿法对模型中的各项参数进行拟合,结果表明：该本构模型适用于延安地区Q₂黄土的蠕变研究,同时,期望该研究成果能为黄土高原其他地区岩土工程设计提供理论及实践意义。     

沥青混凝土的增量蠕变模型研究

摘要：复杂变应力工作条件下水工沥青混凝土的蠕变不仅与应力状态有关,而且与应力历史和应力路径有关,具 有遗传特性。利用某心墙堆石坝沥青混凝土的室内三轴蠕变试验资料,得到沥青混凝土试样的试验应力与对应最 终剪切蠕变量具有较好的双曲线关系;引入随应力状态改变而变化的蠕变剪切模量,基于Leaderman叠加原理, 建立了可反映复杂应力路径影响的五参数增量蠕变模型。并应用该模型对某坝进行了非线性黏弹性有限元分析, 结果表明：建议模型的计算值与大坝原型实测结果吻合较好,可用于变应力作用下具有遗传特性的沥青混凝土结 构     

桥用高性能混凝土的徐变与应用

基于2座桥梁混凝土徐变的试验结果，论述了高性能混凝土的长期变形特征，指出对提高混凝土弹性模量、减少徐变收缩的水泥、外加剂和骨料的三要素中，骨料的作用最明显．提出了徐变的湿度、尺寸修正方法与计算式，探讨了掺筋混凝土的徐变修正、徐变行为的温度效应及长期徐变等．     

高面板堆石坝坝体流变性状

根据室内堆石料的流变试验，确定了坝料的流变参数，利用改进后的流变模型计算了公伯峡电站混凝土面板堆石坝的坝体和面板变形。计算结果表明，计入堆石料流变变形的计算模型能更好地模拟高面板堆石坝的应力应变系。     

分级加卸载下砂岩蠕变试验及模型研究

采用分级加卸载方式,利用五联流变实验系统对陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司砂岩进行单轴蠕变试验。针对岩石蠕变的衰减、稳定和加速三阶段特征,将Burgers模型中串联的牛顿体的黏滞系数修正为与应力、时间相关的函数,考虑损伤在蠕变过程中的影响,基于损伤理论和Lemaitre应变等价性假说,建立损伤体模型。将Hooke体、Kelvin模型、修正牛顿体和损伤体四者串联组成一个新的非线性损伤蠕变模型,推导新模型的本构方程和蠕变方程,该模型以一个统一的函数描述岩石在不同应力水平下的蠕变曲线。基于单轴蠕变试验结果,对模型参数进行辨识和敏感性分析,将新模型与试验蠕变曲线对比。结果表明:模型能很好地拟合岩石蠕变,模型无须采用分段函数即可描述砂岩蠕变的全过程,弥补了Burgers模型无法描述加速蠕变的不足,从而验证新模型的合理性。