布西拱坝有限元等效应力计算研究

利用Ansys有限元计算软件对拱坝结构进行了应力计算分析,并对坝体近基础部位进行了等效应力计算研究,阐明了拱坝等效应力计算研究的基本方法和对工程的意义,为以后的拱坝结构计算研究具有一定参考价值。     

拱坝坝肩稳定地质力学模型试验及孔口概化影响分析

在拱坝坝肩稳定地质力学模型试验中,坝身的泄洪孔口经缩尺后尺寸偏小,模拟困难,通常需概化模拟,以方便模型的加工制作和加载,但孔口概化对试验结果的影响需深入研究。为此,以立洲拱坝工程为例,分别开展了孔口概化后的坝肩稳定地质力学模型试验、坝身开孔与不开孔的两个三维有限元模型模拟分析,并对比分析三种方案所获得的应力分布特征、位移分布规律、塑性区分布范围和稳定安全度,探讨了孔口概化对地质力学模型试验结果的影响。结果表明,有限元开孔方案与不开孔方案坝体应力相差不超过10%,坝体位移相差不超过12%,塑性区发展过程基本一致,开孔方案的起裂、塑性区贯通和失稳略早于不开孔方案;有限元不开孔方案极限超载安全系数较地质力学模型试验方案大0.65%,有限元不开孔方案极限超载安全系数较开孔方案小15.48%。原因系拱坝坝身开孔导致拱效应降低,梁效应增强,但对坝体的位移、应力、塑性区分布影响较小。因此在研究拱坝坝肩稳定性的地质力学模型试验中,其采取的坝身孔口概化模拟方法对试验结果影响不大。     

多种软件协作背景下的高拱坝结构特性及安全度评价

针对锦屏一级高拱坝地质构造复杂、两岸基础刚度及坝体体型不对称问题,利用AutoCAD和HyperMesh联合进行三维地质建模,应用Marc软件对拱坝基础系统进行三维弹塑性有限元分析得到加固前后坝体的位移场和应力场,并采用基于位移突变的强度折减法评估拱坝基础系统的整体安全度。结果表明,锦屏高拱坝的位移和应力分布符合拱坝受力的一般规律,位移和应力呈现较明显的左右不对称分布,对左岸f5、f8断层进行加固处理可改善位移和应力的不对称分布状况,综合分析位移突变点及位移变化速率突变点,认为锦屏拱坝基础系统的整体强度储备安全度约为2.5。     

考虑冻融作用的混凝土拱坝结构可靠度分析

混凝土拱坝在长期运行过程中,坝体材料受冻融作用易产生劣化效应,影响其结构可靠性和服役寿命.但目前考虑材料劣化作用的拱坝安全性态分析研究较少,不利于拱坝工程长效安全运行.对此,基于实测数据建立了混凝土材料力学性能冻融劣化模型,分析温度荷载、水荷载及材料强度等因素的不确定性,结合某混凝土拱坝实际工程,基于有限元等效应力法与...     

基于三维有限元法的碾压砼拱坝应力仿真计算研究

为防止大坝因局部拉应力过大而产生坝体拉裂现象,基于拱坝温度场和温度徐变应力场基本原理,以江西省萍乡市山口岩水利枢纽工程拦河坝为例,利用三维有限元法对拱坝施工期与运行期的温度场和应力场进行了仿真计算。结果表明,拱坝的施工与设计中未采取温控措施、不设置分缝,坝体拉应力过大,超出了碾压砼的抗拉强度,对大坝防裂稳定不利;对拱坝合理地设置横缝和诱导缝,采取温控措施,坝体高拉应力区的应力可得到有效改善,应力得到了释放,最大拉应力小于碾压砼的抗拉强度,有利于大坝防裂,为坝体稳定提供了保障。     

有限元等效应力在拱坝体型优化设计中的应用

基于有限元计算软件ANSYS,结合工程实例,利用参数化设计语言APDL将拱坝等效应力应用于应力约束,进行拱坝体型优化设计。实例计算分析表明,该方法合理、有效。     

基于改进等效应力法的某拱坝下游加固培厚应力分析

针对拱坝老化现象及产生的各种病险危害问题,对拱坝加固培厚是一种常用方法,以某拱坝背水坡培厚加固为例,采用改进等效应力法分别计算出培厚加固前、后的坝体应力,并将计算结果与规范做了对比,结果表明该方法合理可行。     

有限元等效应力在拱坝体型优化设计中的应用

基于有限元计算软件ANSYS,结合工程实例,利用参数化设计语言APDL将拱坝等效应力应用于应力约束,进行拱坝体型优化设计.实例计算分析表明,该方法合理、有效.     

基于时间序列法的高拱坝强度安全裕度分析评价模型及应用

为定量分析高拱坝坝体及坝基强度安全裕度,以时间序列法为理论基础,根据应力计及应变计的监测数据系列计算出坝体及坝基的实测应力,利用实测应力与容许应力的差值和标准应力的比值构建强度安全裕度场,建立了高拱坝坝体及坝基强度安全裕度分析评价模型。通过对监测数据的分析计算,实时反馈拱坝坝体及坝基强度安全裕度水平,并对强度安全裕度进行了二步预测,通过对比预测值与实测值,验证了模型的有效性。     

青龙RCC拱坝封拱温度对拉应力的影响

青龙RCC拱坝在施工过程中多次调整封拱温度,针对不同的封拱温度方案,利用ANSYS有限元软件计算了温降工况下坝体的应力,并编写APDL程序导出了各方案下上、下游面两拱端及拱冠的等效应力,分析了拉应力的分布规律。结果表明,不同封拱温度方案下青龙拱坝坝体拉应力分布差距较大,当局部高程坝体的实际封拱温度高于设计值时,坝体的拉应力分布范围较设计工况有所扩大,应力值增大;在高温季节施工时,若不采取温控措施,坝体会产生过高的拉应力而影响安全。     

分缝自重与整体自重对乌东德拱坝动力横缝张开度的影响

针对分缝自重与整体自重对乌东德拱坝在地震作用下横缝张开度的影响,采用接触力模型对其进行对比分析。结果表明,两种自重施加方式造成坝顶横缝张开度分布规律不同,但最大张开度数值相差不大,地震结束后横缝均处于闭合状态;对两种自重施加方式,上下游坝顶横河向压应力分布是影响横缝张开度分布的主要原因。这对乌东德及类似高拱坝工程具有参考价值。     

考虑横缝影响的某双曲拱坝动力分析

基于某拱坝有限元模型,采用动接触模型模拟拱坝横缝,分析横缝对拱坝地震响应的影响及动力作用下拱坝横缝的开度。与无横缝模型结果对比分析表明,横缝的存在会使拱坝应力重分布,且其张开可减小拱向应力,同时增加梁向应力。从最大主应力角度考虑,横缝的存在削弱了拱坝的整体性,导致最大主应力增大,但对位移的影响不大;横缝开度较大区域集中在拱冠梁和左右岸坝肩位置,因而横缝影响在拱坝动力分析中不可忽略。     

构皮滩拱坝温度荷载反馈分析方法研究

在拱坝设计过程中,由于缺乏坝体实际温度监测资料,温度荷载采用统一公式确定,往往与坝体的实际状态存在一定偏差。以构皮滩拱坝运行过程中的温度监测数据为基础,对拱坝坝体的温度场进行反馈分析,确定实际温度荷载,并对比分析了设计时采用的温度荷载与实际温度荷载作用下的坝体应力分布规律。研究结果表明,反馈的温度荷载能较好地反映拱坝运行期间的实际状态,设计时采用的温度荷载与实际温度荷载作用下的坝体应力接近,设计阶段采用的温度荷载合理。     

开裂约束下拱坝体形优化设计

通过实例阐述了开裂约束下拱坝体形优化设计模型的建立与分析。首先采用改进的复合形法对双曲拱坝体形在五种工况下进行了常规优化设计，然后进行了开裂分析。分析结果表明优化效果较为明显。     

高拱坝流固耦合动力特性研究

高拱坝的动力特性分析是高坝抗震设计的重要内容。结合拉西瓦拱坝,考虑流固耦合作用及粘弹性边界影响,建立拱坝—地基—库水三维有限元模型,以研究库水对拱坝结构振动频率和振型的影响,借助反应谱理论对拱坝进行反应谱计算与分析。结果表明,坝体位移以顺河向为主,位移最大处出现在坝顶;坝体应力主要为拉应力,应力最大处出现在坝顶附近,计算结果与事实情况相符,符合拱坝震动的一般规律;在设计反应谱的振动作用下,该拱坝未出现大范围的破坏,满足《水工建筑物抗震设计规范》要求。     

拱坝有限元三次等效应力计算方法与控制标准

针对现行拱坝规范中的有限元等效应力法假设应力沿径向线性分布,与拱坝实际应力分布不符的问题,基于最小二乘法采用三次多项式拟合拱坝主要应力分量,提出了拱坝三次等效应力计算方法。对小湾拱坝进行的网格敏感性分析表明,随着计算网格的加密,三次等效应力可收敛到稳定解,据此给出计算拱坝三次等效应力的有限元模型单元剖分方案;对比分析了4座已建拱坝的三次等效应力与线性等效应力后,提出了拱坝三次等效应力控制标准。     

杨房沟拱坝三维线弹性有限元分析

为进一步分析杨房沟拱坝的稳定性,采用三维线弹性有限元法分析了杨房沟拱坝的基本荷载组合和偶然荷载组合等多工况多方案下的应力变形规律。计算结果表明,坝体应力、位移分布合理,符合拱坝应力和变形的一般规律;且坝体应力水平与国内类似拱坝工程相当,满足设计要求。研究结果为杨房沟拱坝体形深化研究提供参考。     

基于分布式光纤测温的高拱坝蓄水初期实测温度场分析

蓄水初期坝体内部实际温度分布状态对高拱坝的安全运行具有重要意义,基于分布式光纤测温原理,运用sufer8.0绘图软件绘制各蓄水阶段的拱冠梁坝段实测温度等值线图,根据温度等值图可直观分析坝体内的温度场分布状态,并结合西南某高拱坝施工期及蓄水初期光纤实测温度资料,判断得出该高拱坝坝体温度场分布大致合理,温度控制措施合理有效。由此表明,基于分布式光纤测温方法简单、结果可靠,可满足实际现场运行监测需要。