混凝土重力坝的分区应力计算

文中论述了对于中等高度的混凝土实体重力坝,从经济合理和简化设计、施工等方面考虑,往往是在坝体外部采用较高标号混凝土,内部用低标号混凝土。计算各标号区的坝体应力目前尚无精确而简便的计算方法。本文介绍采用常用的重力法近似确定实体坝不同标号部位的应力。具体做法是引入混凝土高低弹模比且数值大于1的系数β,而可将两种不同弹模的实体坝化引成同一种弹模的宽缝重力坝,则可援用计算宽缝重力坝的方法求解其应力。本文所用近似办法也可应用于坝体外壳是常规混凝土,内部是碾压混凝土实体坝的应力分析。文章还列举了一中等高度实体坝的具体算例。     

混凝土重力坝温度应力仿真分析

混凝土重力坝作为广泛应用的坝型,经多年运行,多数混凝土坝都会出现裂缝等病害,结构稳定受到影响.本研究以辽宁葠窝水库为例,在简单分析了裂缝产生原因的基础上,采用有限元三维仿真数值分析法对坝体温度场及其温度徐应力进行了分析计算.结果表明,坝体中下部区域的温度常年保持不变,温度变化的区域是上下游坝面附近、 坝顶附近和溢流面附近.针对温度应力的分析结果,证实了采用水管冷却的降温方式可以使各个区域混凝土降温幅度明显.最终提出了降低混凝土温度的措施,对类似坝型具有重要的借鉴意义.     

碾压混凝土重力坝的综合应力分析

对龙滩高碾压混凝土重力坝的静、动应力和温度应力的研究成果进行了综合分析,探讨了高碾压混凝土重力坝坝体应力状态最为不利的部位,据此提出了设计时应给予重视的一些意见和建议,可供在中等地震地区进行高碾压混凝土坝设计时参考。     

多标号混凝土重力坝分区应力计算

混凝土实体重力坝，从经济和施工等方面考虑，往往在坝体外部用高标号混凝土，内部用低标号混凝土。在外部高标号的部位也视不同情况，采用两种不同的高标号混凝土。但是计算各标号区的坝体应力目前尚无精确而简单的计算法。本文介绍用常用的重力法确定实体坝三种不同标号部位的应力。这种方法也可应用坝体外壳是两种标号的常规混凝土，内部是碾压混凝土实体坝的应力分析。文内还列举了１００ｍ高，三种标号实体坝的算例。     

龙滩碾压混凝土重力坝温度应力研究

结合龙滩碾压混凝土重力坝的工程实际情况，采用广义约束矩阵法研究了该坝典型坝段的温度应力分布及温控安全系数问题，给出坝段的最高应力区分布及自重、水压力对温控的影响规律等重要结论，为龙滩碾压混凝土重力坝的设计和施工提供了参考依据。     

碾压混凝土重力坝的温度应力与温度控制

系统地研究了碾压混凝土重力坝的温度应力与温度控制问题。碾压混凝土的抗裂能力低于常规混凝土，碾压混凝土重力坝内部降温很慢，其有利的一面是，内部降温结束时，坝体早已竣工，自重和水压力的作用可使坝体内部的拉应力显著降低；其不利的一面是，内外温差较大，冬季在坝体上下游表面会产生较大的拉应力，可能引起水平或铅直裂缝．由于通仓浇筑，上下层温差在碾压混凝土重力坝内可能引起较大的拉应力，冬季孔口内的水温或气温通常远低于实体重力坝的稳定温度，坝内孔口在坝体内部可能引起较大的拉应力．文中给出了三峡碾压混凝土重力坝的温度应力计算结果．     

基于开工时间的潜明混凝土重力坝温度应力分析

潜明混凝土重力坝建设中面临因温度应力过大导致开裂的问题。必须全面掌握其施工与运行过程中温度场与应力场的变化规律,才能有针对性地提出防范措施。考虑到不同位置坝体开工时间不同步,基于有限元法对该坝挡水坝段进行了各月份开工的施工仿真。研究发现,不同开工时间对坝体最高温度与最大应力有重要影响。施工经历高温月份的情况下,坝体最高温度普遍较高,最大拉应力也较大。除12月开工的情况,一般都需采取一定的材料强化措施或温控措施,以应对坝基及孔口周边C15混凝土区拉应力超出材料抗拉强度的问题。     

龙滩碾压混凝土重力坝的温度应力分析及防裂研究

针对龙滩碾压混凝土坝的特点，计算了坝体混凝土在不同浇筑方案下的温度和温度应力。根据应力分析的结果，提出了合理的温控标准和相应的温控措施。研究了坝体混凝土浇筑过程长间歇情况下的应力规律。另外还研究了坝体混凝土与防渗面板异步上升施工情况下，不账项板和在不同施工条件下的温度应力和防裂条件。     

论重力坝分期施工和加高的应力分析

利用材料力学原理，提出重力坝分期施工和加高的应力分析式。分析中考虑了因施工时间不同，由新老混凝土弹性模量不同而引起应力不同的计算法。另外，对重力法计算公式，特别是水平正应力公式作了改进，并举例予以验证。     

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.     

基于ANSYS的滚水坝稳定与应力分析

以碗牛坝水利工程为例分别利用刚体极限平衡法和有限元法计算溢流重力坝沿坝基面的抗滑稳定,并对这两种方法的分析结果进行了对比,总结两种方法各自的优缺点,同时对坝体基底应力进行简要分析,并提出了需要进一步研究和解决的问题。     

混凝土重力坝功能叠合区坝体应力计算方法探析

基于重力坝功能叠合区受力结构体系复杂、不易评价坝体应力安全的特点,以某水利枢纽工程的混凝土重力坝的安装间坝段为例,对坝体应力计算模型的建立、计算方法的选择以及计算结果进行了对比分析。分析计算过程中,采用材料力学方法在高水位工况坝体上游面出现了约0.1Mpa的拉应力,然后通过建立考虑结构整体受力的计算模型和采用有限元法计算,得出了所有工况坝体均处于受压状态的合乎标准要求的结果。研究表明,对于类似功能叠合区的特殊体型的大坝坝体应力分析计算,如果采用偏保守简化的计算模型和材料力学法进行计算,得出的计算结果过于保守,并影响安全评价结论;因此采用有限元方法,通过细化计算模型,进行更切合实际的受力分析,以便得出更加准确的大坝安全性评价结论。     

重力坝动态断裂分析

地震作用下重力坝的坝踵裂纹及其稳定性是工程界普遍关心的问题。本文基于比例边界有限元法(SBFEM)研究重力坝坝踵裂纹的动态应力强度因子(SIF)的变化规律。SBFEM的优点是可以给出位移场沿径向的解析解,直接按定义求出SIF,而不必对裂尖进行特殊处理。以柯依那(Koyna)重力坝作为算例,进行了频域法和时域法的分析,比较了不同坝踵裂纹长度的应力强度因子,计算了地震应力沿坝基交界面的变化。同时计算了裂纹内水压分布对应力强度因子的影响。计算结果表明随着裂纹长度的延伸,I型应力强度因子的峰值逐渐增大;裂纹内水压     

重力坝中劈头裂缝开裂分析

混凝土重力坝中的表面裂缝在蓄水后容易扩展成劈头裂缝。本文通过三维有限元仿真计算,分析上游表面裂缝在蓄水后,水沿着裂缝入渗至坝体内部,对内部混凝土造成的冷击影响,进而判断表面裂缝扩展成劈头裂缝的可能性。通过工程实例计算表明,上游表面裂缝扩展成劈头裂缝主要原因是水沿着裂缝入渗至坝体内部,温度应力叠加水的压力,在裂缝周端引起很大的拉应力,进而使裂缝向纵深扩展。通水冷却措施对改善缝端应力效果并不明显,防止劈头裂缝的有效方法是在蓄水前对坝体上游表面裂缝进行封堵处理。     

有限元等效应力法在重力坝强度分析中的应用

采用有限元法进行重力坝坝体应力分析时,坝踵、坝址的应力计算结果一直无法作为设计坝体断面的依据。本文将有限单元法所求得的应力合成截面内力,用材料力学公式求出重力坝建基面上任意点对应的线性化等效应力,并分析了影响有限元等效应力的各种因素。研究结果表明,有限元等效应力法有效地避免了坝踵、坝址的应力集中现象,解决了坝踵应力随网格的变化而变化的问题,计算出的建基面应力具有数值稳定性,得出的应力结果可以按现行的重力坝设计规范规定的应力标准评价重力坝坝体安全度。因此,结合有限元结果和等效应力法计算的坝踵、坝址应力结果,可为重力坝坝体强度的综合评定提供相应的依据。     

重力坝坝踵应力控制标准的研究

重力坝坝踵应力控制标准问题一直是个难于解决的问题,为了研究这个问题,采用有限元线弹性模型对4种不同高度的重力坝、3种坝体下游边坡、3种地基和坝体弹模比、28组不同网格尺寸进行了计算分析,得出了不同高度、下游边坡、地基与坝体弹模比、网格尺寸情况下重力坝坝踵应力的分布规律,并且得出重力坝采用有限元计算分析的情况下,主拉应力...     

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。     

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．     

变分技术在重力坝优化设计中的应用

在Ansys中,传统的重力坝断面优化方法通常是一阶或者零阶优化,用时较长.而变分优化方法作为一种新型的优化方法,能快速的进行优化计算,降低计算成本,提高计算精度,但是这种方法还未在水工结构优化中广泛应用.本文是基于大型有限元计算软件ANSYS,将变分技术DesignXplorer VT模块与网格随移修改工具ParaMesh相结合,以上游坡面、下游坡面的坡比和上游起坡点为设计变量,以坝体断面面积最小为优化目标,以坝踵点不出现拉应力和坝体满足抗滑稳定为条件变量,对变分技术在重力坝优化设计的应用进行了详细研究.进行优化之后,坝体断面面积减少了27％,满足抗滑稳定和应力要求,且用时不到传统优化方法的1/10.研究结果表明:变分技术在水工结构优化设计中是可行的,不仅计算精度高,操作方便,且计算成本大大降低,在水工结构方面的优化设计有很大前景.