边荷载对某水闸结构应力影响的有限元分析

鉴于边荷载对水闸应力影响的复杂性,目前工程设计上仅能作原则性的考虑.文中以某水闸工程为例,采用GTS NX软件建立三维有限元模型,计算了各工况下不计边荷载与计入边荷载时的闸室结构应力,对比分析了不同条件下水闸应力分布的差异.研究表明,与不考虑边荷载情况下的结果相比,计入边荷载后的闸室应力分布规律与底板应力大小均发生明显...     

串场河伍佑北防洪闸空间有限元静力分析

串场河伍佑北防洪闸工程是盐城市市区城市防洪重点工程之一,其在初步设计时拟采用铜坝闸结构型式.钢坝闸的底横轴为主要受力构件,底横轴位移较大时容易卡阻门槽,使闸门不能正常启闭.为了给工程设计提供依据,基于闸室结构内力分析的有限元方法对此防洪闸结构进行计算.通过计算分析闸室结构的三维模型的内力分布及位移情况并验证重要部位的安...     

五河船闸下闸首结构三维有限元分析

坞式闸首结构因具有足够的整体刚度,能适应闸首边墩不均匀沉降变形,故在船坞、船闸工程中得以广泛应用。闸首的空间性和荷载复杂性,决定着闸首内力计算都需采用空间结构的应力分析,基于三维有限元(ansys)能较好的完成复杂空间的应力计算,本文采用有限元软件ansys对五河船闸下闸首底板内力进行分析计算,得出底板内力和变形形态,为工程结构设计提供可靠依据。     

基于有限元法的水工钢筋混凝土结构配筋

本文结合溪洛渡水电站导流洞竖井闸室工程，介绍了有限元法模拟不同工况下钢筋混凝土衬砌结构的弹性位移、应力分布，通过Gauss积分原理求出村砌结构的内力分布后，运用规范法进行了钢筋混凝土衬砌结构配筋。计算结果证明，有限元应力法能够清楚地看出村砌变形和应力分布，计算过程简单明了，所获得的用于结构配筋弯矩值精度高，配筋结果安全可靠。     

三维有限单元法在某分离式大型船闸闸室结构分析中的应用

结合ABAQUS大型有限元分析软件,以某分离式船闸的标准段闸室为基本计算结构,并拟定地基模拟范围,建立了闸室的三维有限元计算模型,分析了在不同工况下的应力分布规律和变形特点。并根据三维有限元内力计算原理及方法计算出闸室段各部位控制点的内力,为设计人员进行配筋设计提供了便利条件。     

基于弹性地基梁的闸室底板优化设计

以某水闸闸室为分析对象,在分析水闸底板内力计算方法的基础上,依据弹性地基梁概念及计算方法,运用"理正岩土计算软件6.0"(弹性地基梁模块),选取不同工况及底板厚度,分别计算弹性地基下的水闸底板应力,并计算分析边荷载对底板底层弯矩的减小程度和对底板面层弯矩的增大程度,绘制弯矩包络图,最后选取弯矩包络图外包线上最大正弯矩及最大负弯矩作为配筋计算的内力,并提出对闸室进行结构优化设计的方法。为弹性地基梁运用于水闸底板内力分析提供了一个实例,也可为相近工程的内力分析及结构优化提供参考。     

软基底板外伸式涵洞衬砌结构的有限元分析

本文采用填筑土体应力应变非线性双曲线模型，提出模拟涵洞施工分层填筑加载过程及填筑土体与衬砌结构联合作用的有限元分析方法，得出软基底板外伸式大型涵洞衬砌结构内力及衬砌周边填筑土体压力、开挖基面上边荷载的分布规律。计算成果已为实际工程设计采用。     

软基底板外伸式涵洞衬砌结构有限元分析

本文采用填筑土体应力应变非线性双曲线模型，提出模拟涵洞施工分层填筑加载过程及填筑土体与衬砌结构联合作用的有限元分析方法，得出软基底板外伸式大型涵洞衬砌结构内力及衬砌周边填筑土体压力，开挖基面上边荷载的分布规律。计算成果已为实际工程设计采用。     

复合土工膜在引黄闸防渗中的应用

涵闸底板与铺盖连接处易产生不均匀沉降,导致黏土防渗体破坏,危害涵闸及大堤安全。复合土工膜与黏土铺盖组合结构抵抗变形能力强,可作为闸室底板与闸前铺盖间防渗体。以山东杨集引黄闸为例,建立涵洞式水闸三维模型,在平衡地应力后,对闸室底板施加实测位移荷载,研究实际沉降条件下复合土工膜的应力变形规律。计算结果表明:复合土工膜最大应力均出现在底板底部拐角处,纵向最大拉应力为4.30 MPa,横向最大拉应力为3.54 MPa,小于土工膜的允许抗拉强度,可满足工程应用要求,其变形规律依附于闸基的沉降,纵向位移与闸基沉降基本相等。针对直角拐角处应力集中现象,可在横、纵向折叠铺设土工膜,以减小拉应力。     

构皮滩泄洪洞工作闸室三维有限元分析

构皮滩泄洪洞工作闸室为大型洞室结构,支撑梁承受弧门水推力达81 000 kN,且受力情况复杂。采用ANSYS软件对闸室结构进行了三维有限元分析,重点对闸室后部似接触单元的弹性模量进行了敏感性计算,研究侧墙及支撑梁在承受弧门推力时的应力变形情况,并分析闸室在各种荷载作用下的应力变形情况。根据以上计算成果提出了闸室的配筋原则,可为同类工程提供参考。     

三角门闸首底板内力计算分析

在三角门闸首设计时,往往不计算底板纵向内力;且传统郭氏表法计算底板横向内力时是将边墩和底板分开考虑,忽略了门库段边墩厚度相对较薄的特征,这与实际情况存在偏差。为了改进闸首结构设计,提出了两种简化算法来校核门库内底板纵向内力,同时利用有限元软件建模来验证。对比分析结果可知,在横向,郭氏表法计算的门前段负弯矩偏小,门库段、门后段负弯矩偏大,建议进行多次内力调整;在纵向,两种简化算法和有限元法计算结果接近。     

坝基稳定分析的有限元直接反力法

在回顾目前国内外坝基抗滑稳定分析的各种评价准则的基础上,指出用有限元应力积分方法计算抗滑稳定安全系数时,计算结果受有限元应力计算精度影响较大,导致不同研究人员得到的抗滑稳定安全系数差别较大,不利于实际应用。为此,首次提出了稳定分析的有限元直接反力法(不平衡力法),将精度较高的位移解代入滑裂体部分的平衡方程,得到滑裂体边界的反力。工程实例对比计算表明,直接反力法较应力积分法精度高,受网格影响小,有利于工程应用。直接反力法还可用于拱坝坝肩稳定、边坡稳定等需要求解合力的稳定分析领域。     

二坝蓄滞洪区分洪口门裹头工程稳定性研究

蓄滞洪区是调节河道超标准洪水的重要区域,建设蓄滞洪区对于保障区域防洪安全十分重要。为了研究长江芜湖河段二坝蓄滞洪区分洪口门裹头在扒口分洪工况条件下的稳定性,本文依据分洪口门设计资料构建了分洪口门裹头工程的三维数值分析模型,模型重点考虑了高压旋喷桩的三维加固效果以及地层的实际特征。采用强度折减法研究了裹头工程的稳定性状况,并且分析了分洪口门的变形规律。在蓄滞洪区扒口分洪工况,强度折减法计算的结果显示,相比背水侧堤身的变形,分洪口门裹头的变形量很小。堤防背水侧堤身首先出现塑性贯通区,口门稳定性最薄弱的部位在背水侧堤身,采用强度折减法计算的安全系数为2.05,大于规范要求值。说明裹头工程设计安全可靠,采用高压旋喷桩加固分洪口门十分有效,该研究成果可为类似工程设计提供参考。     

基于有限元的反拱底板结构应力分析

在实际运用过程中,反拱底板往往会出现裂缝,造成底板出现裂缝的原因主要是在设计中对结构内力的计算与实际不符,所以有必要采用有限元方法对反拱底板进行分析。本文针对梁寨节制闸的工程实例,采用三维有限元分析软件MSC.MARC求解反拱底板在节制闸各荷载作用下所受的应力,判断其整体强度和稳定性,并对其工作性态进行分析。实例分析表...     

坝基面受力状态的有限元计算误差影响分析

有限元数值计算在水利工程中运用广泛,其计算精度和计算误差是需要考虑和控制的重要问题,对其进行研究可为有限元法在水利设计和复核中提供技术支撑。以重力坝为研究载体,根据坝体荷载合力值与有限元计算的坝基面内力值(坝基面应力积分值)的平衡条件,分析有限元应力计算误差的影响因素,提出减小误差的措施。研究结果表明:在同一受力状态下,提取应力的对象不同计算误差不同,需针对所研究的问题及误差控制要求合理选择相应提取应力的对象;将紧接坝体的薄层地基保持与坝体相同的模型尺寸和约束条件,可充分减小坝基面有限元应力计算误差;合理选择模型网格尺寸、地基模拟范围、应力提取路径的条数、提取点间距,可在不消耗过量的计算资源和时间下满足精度要求。研究成果可为控制类似结构的有限元计算误差提供参考。     

平原水库截渗墙的应力变形三维有限元分析

根据某平原水库的蓄水过程和地质、结构特点,建立了包含截渗墙在内的水库大坝计算模型,采用三维有限元方法模拟了水库蓄水位不断变化时,坝基截渗墙的应力变形状态。通过计算得出截渗墙的应力变形规律:水库水位的升高造成了截渗墙墙体应力的增加,尤其是墙体中上部;在水库蓄水过程中,水荷载对截渗墙的变形起了主要作用,截渗墙上部的位移较大,这与荷载的分布图形有关;及随着水位的升高,截渗墙的水平位移逐渐增大,说明水荷载对截渗墙的变形起了主要作用,并且截渗墙上部的位移较大,这与荷载的分布图形有关等。     

基于双滑面模型的混凝土重力坝深层抗滑动力稳定分析方法

地震作用下混凝土重力坝的深层抗滑稳定是设计关心的问题。应用刚体极限平衡方法,并与有限元相结合进行重力坝深层抗滑稳定动力分析,制定了相关的计算流程:①通过黏弹性地基模型考虑地基岩体的辐射阻尼效应;②通过不同岩体中地震波速的分段处理确定入射波在不同岩体中的传播时间,从而考虑岩层的不均匀性;③应用直接计算截面内力的方法提取有限元结果中的滑动力和阻滑力,并采用规范给出的抗滑模型进行深层抗滑稳定分析;④通过敏感性分析确定了双滑面模型的2个关键参数,并比较了地基均匀性对结构变形和稳定的影响。基于上述计算流程,结合小南海重力坝工程实例,计算了地震作用下重力坝深层抗滑稳定安全系数,计算结果验证了方法的有效性,并与常规方法作了对比,其一致性较好。     

红旗渠南古洞渡槽应力变形及稳定性分析

针对红旗渠南谷洞浆砌石渡槽结构老化问题,基于Hypermesh软件生成三维有限元网格,建立渡槽的三维有限元模型,采用ABAQUS软件进行渡槽结构应力及变形计算,并采用材料力学法对渡槽结构稳定性进行复核。结果表明:墩台基础最大沉降量为3.05 mm,相邻墩台基础的最大沉降差为0.43 mm;渡槽的最大压应力为4.56 MPa,最大拉应力为1.93 MPa,出现在槽身侧壁局部区域;槽墩抗滑稳定和抗倾覆稳定安全系数最小值分别为10.1和2.4,均大于规范允许值,综合分析表明该渡槽是安全的。     

基于分级加载的高面板堆石坝应力变形分析

依据非线性弹性K-G模型理论对天池上水库面板堆石坝进行了应力变形分析。首先采用CAD图形和程序控制相结合方法建立坝体与地基模型,考虑了断层构造和岸坡变化,得到了较为精细的三维有限元模型。然后在模型计算中采用了施工逐级加载的方法对坝体进行了模拟,应用修正后的分级加载位移变形公式,对竣工期和正常水位蓄水期的应力变形进行三维有限元分析,得出了两种工况下断层对该高面板坝应力变形影响一般规律。