断裂力学在水工结构设计中的应用

水工建筑物大体积混凝土中产生延伸较长的裂缝后,由于缝中渗透水流的物理和力学作用,将对建筑物产生有害的影响.因此许多水工建筑物都有防裂要求.但是,采用普通的设计理论既不易保证不开裂,更难判断一旦形成微细裂缝后裂缝的稳定性,因而常不得不采用较为保守的准则和方法.断裂力学的发展对研究解决金属材料裂缝的有关问题已取得很好的效果,从而在金属结构设计中已被广泛采用,但在水工结构中的应用尚属少见.本文讨论了断裂力学在水工设计中的几种应用可能,例如:混凝土中贯穿缝的稳定性;并缝钢筋的作用及计算方法;裂缝延伸深度的确定;以及混凝土坝上游面的开裂问题等,并给出了数例.这些建议都是从理论推导得出,是否适用有待实践考验.总之,断裂力学可能是水工设计中一种有用的工具,但要在实践中广泛采用还需要进行大量的研究试验工作.     

基于混凝土断裂力学的水工结构裂缝研究综述

混凝土断裂力学是基于金属断裂力学基本理论发展起来的,主要研究含缝混凝土结构的破坏过程及裂缝传播规律,建立失稳断裂准则等。水工钢筋混凝土结构由于长期承受水压力和工作环境等特殊因素,结构裂缝问题与一般混凝土结构相比危害更加严重,需要引起高度重视。本文先对混凝土断裂力学作了简要介绍,然后总结了断裂力学在水工结构裂缝研究中的应用,最后讨论了基于断裂力学的水工结构裂缝研究发展方向。     

断裂力学在混凝土坝中的应用

混凝土是现在水工建筑中广泛采用的一种材料,它具有较高的强度和良好的耐久性。但是由于种种原因,混凝土很容易产生裂缝,本文就混凝土坝中产生裂缝的原因进行了简要的分析,并用断裂力学的有关知识去解决工程中混凝土裂缝所产生的一些问题。     

重力坝坝面和坝踵水平裂缝的断裂力学分析

本文以线弹性断裂力学的观点对重力坝上游坝面和坝踵水平进行了分析,结果表明:重力坝上游存在一个允许水平裂缝区;坝踵裂缝扩展是重力坝破坏的开始.应该用断裂力学方法校核坝踵裂缝的稳定性,并以此作为重力坝稳定的补充条件.     

基于断裂力学的水工隧洞衬砌裂缝扩展分析

经钢筋混凝土衬砌的压力隧洞在使用上要求将衬砌裂缝控制在一定范围内。由于内外高水头圧力的作用,水工隧洞衬砌裂缝具有不同于一般钢筋混凝土裂缝的特点。通过总结前人关于水工压力隧洞混凝土衬砌裂缝的计算方法,提出利用断裂力学准则计算水工压力隧洞衬砌裂缝的宽度,并结合工程实例验证了该方法的可行性。     

水工混凝土裂缝防治措施简述

混凝土裂缝是水利工程质量常见的问题之一,直接影响水利工程混凝土构件的强度和稳定性,从而影响水工建筑物的整体稳定性和安全性。通过对忻州市云中河分洪闸闸底板工程施工进行分析,从混凝土配比设计、拌制工艺、运输方法、浇筑工艺及后期养护等方面简要叙述水工混凝土裂缝的防治措施和方法,为防治混凝土裂缝提供一定的借鉴和参考。     

水工建筑物混凝土裂缝成因及治理措施

裂缝是水工建筑物混凝土结构中普遍存在的一种现象。裂缝的存在,不仅会影响工程质量的整体外观形象,而且会降低抗渗和抗冻能力,并会导致钢筋锈蚀,影响结构物的耐久性,影响结构物的正常使用功能,裂缝进一步扩大甚至可能会导致坍塌事故。因此,必须对混凝土裂缝进行深入细致的调查研究,探讨裂缝的成因和防治措施,从而更好地防治裂缝,提高工程质量。1.水工混凝土裂缝的危害1.1混凝土裂缝将使水工建筑物产生渗漏。渗漏的结果,一方面在压力水作用下使裂缝逐步扩宽和发展;另一方面当水渗入混凝土内部后首先会引起水解破坏,并可能由此导致混凝土结构物的破坏。     

用边界虚拟力法计算平面多裂缝问题

水工结构物大体积混凝土常出现裂缝,需要判别裂缝对结构物的危害程度。本文用解析解构造断裂单元,以边界虚拟力和裂缝面虚拟力作为未知量,由已知的外边界和内边界(裂缝面)条件一次求解,从而得到各裂缝的应力强度因子、域内应力和位移场。由于增加了裂缝位移解,使该法能处理各种复杂边界情况。算例表明,该法能以很少工作量取得较高计算精度。     

宜兴市横山水库溢洪闸混凝土裂缝原因分析及裂缝处理

1概述混凝土中产生的各种裂缝不仅对结构产生不良的影响,还可能对整个建筑物产生直接的危害。水工建筑物水下部分的裂缝,会造成水沿裂缝渗漏,水位线以上的裂缝,则会由于气温的反复变化,使裂缝中的毛细水对结构物造成进一步的损伤,从而可能造成结构物的破坏。化学灌浆是混凝土缺陷处理的     

断裂力学在陈村大坝105裂缝分析研究中的应用

运用线弹性断裂力学方法对陈村大坝１０５裂缝的稳定性作了分析，给出了裂缝的扩展过程，并指出温降和地震荷载是不利于１０５裂缝稳定的两个因素。     

断裂力学在水工高压隧洞限裂设计中的应用探讨

采用弹性理论多层厚壁圆和接触问题模型，建立了水工高压隧洞衬砌开裂模型的应力计算方法，给出了相应的应力精确解计算公式，并应用断裂力学分析钢筋的限裂机理，提出了根据裂缝允许延伸和深度进行配筋的计算方法。     

基于ANSYS数值力学模型的二次衬砌结构稳定性分析

二次衬砌开裂是隧道最常见的病害之一,对有裂缝的既有隧道衬砌结构的稳定性进行分析研究具有重要的现实意义和理论价值。基于断裂力学的裂缝模型,通过数值分析,探讨了有裂缝既有隧道二次衬砌结构稳定评价的计算方法。通过模型试验对非破坏性衬砌和开裂衬砌的承载力进行了分析比较。结果表明：(1)断裂力学有限元方法可用于评价既有裂缝隧道二次衬砌结构的稳定性。(2)不同零件出现裂纹时所需载荷的大小顺序为：足弓比拱顶小,拱顶比拱腋小,拱腋比仰拱小。(3)当支架位于拱顶和拱脚时,对衬砌结构的稳定性影响最大。(4)衬砌结构的承载力因裂缝而下降,当隧道仰拱底部出现纵向裂缝时,其承载力下降了37.5%。     

基于多维灰色预测的堤坝安全监测模型

传统的水工混凝土结构裂缝安全监测模型只考虑水压、温度和时间等因素,不考虑裂缝自身的参数。根据断裂力学原理,针对裂纹深度和初始开合度,分析裂缝张开位移(COD)的影响因素。由于裂缝的深度和初始开合度不易检测和测量,存在多个相互影响和关联的变量,采用多维灰色预测模型(MGM),建立裂缝的异常诊断模型,对裂缝的突变和渐变进行预测,从而建立改进的安全监测模型。     

基于DCGAN的水下结构物表面缺陷图像生成

为提升水下结构物表面缺陷图像数据集的质量和规模，促进深度学习相关方法在水下检测领域中的应用，开展数据增强方法研究，提出一种基于深度卷积生成对抗网络(DCGAN)的水下结构物表面缺陷图像生成方法。首先，设计了一种水下结构物表面缺陷图像采集装置，通过改变拍摄距离和补充光照强度，探究出一种保证水下图像质量的采集方式；其次，通过改进损失函数优化DCGAN,建立水下结构物表面裂缝图像生成模型，实现了水下结构物表面缺陷图像的生成；最后，利用YOLOv5检测网络验证生成图像的有效性。结果表明：生成的水下结构物表面裂缝图像平均峰值信噪比为25.142 6 dB,平均结构相似性为0.716 8,将生成图像和真实图像共同输入检测模型可有效提高检测精度。研究成果为大坝和引水隧洞等水工结构物的健康检测提供技术支撑。     

混凝土断裂力学讲座(一)——混凝土断裂力学概论

混凝土断裂力学是近20年发展起来的新学科。应用这门学科,不仅能对混凝土和钢筋混凝土结构物裂缝的危害性做出正确的评价,从而协助有关部门做出加固与否的决策;而且对完善混凝土和钢筋混凝土结构的应力分析方法具有重要的意义。本讲座共分六讲:(一)混凝土断裂力学概论;(二)混凝土线弹性断裂力学;(三)混凝土断裂韧度和复合型裂缝断裂判据;(四)混凝土弹塑性断裂力学;(五)混凝土断裂能和拉应变软化曲线;(六)混凝土断裂力学的应用及前景。读者对本讲座有什么意见和建议,请函告我们。手段。     

水工隧洞施工裂缝预防及加固措施

裂缝是水工隧洞混凝土结构存在质量问题的主要原因,裂缝的形成,降低了结构的承载力和耐久性,造成内部受力钢筋锈蚀,加速结构构件损失,给水工结构造成严重的安全隐患。文章从分析施工阶段裂缝控制措施入手,对施工材料、温度控制、混凝土养护等方面进行了阐述;针对水工结构裂缝,采用钢板及新型碳纤维材料加固混凝土结构,提高结构的耐久性和稳定性,以保障结构的安全。     

混凝土断裂力学理论的国外进展

随着断裂力学理论和试验研究的发展以及计算机技术的进步,二十多年来混凝土断裂力学理论也有了长足的进展.六十年代,美国在诺福克坝最早的有限元分析中已开始用数值模型研究裂缝的影响.八十年代初期,利用断裂力学和有限元分析的新技术,又对方坦那坝后期裂缝发生的原因和形成的过程进行了研究.     

陈村大坝105m高程裂缝的断裂力学研究

陈村重力拱坝下游面105m高程水平裂缝削弱坝体刚度,是对大坝安全的潜在威胁.我们进行了大量三维有限元计算,用断裂力学的方法对该裂缝的稳定性进行了研究.分析中用逐段扩展法分析裂缝的扩展过程,估算裂缝的扩展深度,为加固设计提供了依据.本文简述了大坝裂缝稳定性分析的方法步骤,并介绍了部分计算结果.     

水工结构物的预制钢筋混凝土保护壳

关於水工结构物耐久性的问题,直到现在还是水工建筑人员所注意的中心问题。 一切工程结构物的耐久性,首先决定於它的结构村科的质量和耐久性。修建现代河流水工结构物的主要材料,大都是以矽酸水泥或混合水泥作粘结料的混凝士。 多数混凝土和钢筋混凝土结构物实际运用的结果证明:从耐久性方面来看,水工结构物中的混凝土在     

水利工程泵送混凝土裂缝的防治措施浅析

水利工程混凝土结构需要长期承受各种荷载的作用,不可避免会产生裂缝、破损等情况。而泵送混凝土结构中裂缝的存在和发展,破坏了水工建筑结构的整体性,导致水工建筑物内部钢筋锈蚀,从而降低结构物的耐久性,并影响其正常使用,严重时甚至会危害人民群众的生命财产安全。对泵送混凝土裂缝的成因及防治措施进行了探讨,提出了应采取的防治措施,将混凝土裂缝带来的影响减小到最低。