考虑开裂深度约束的拱坝体形优化设计

本文引进裂缝深度约束条件，研究了拱坝开裂条件下的体形优化设计问题.结构分析采用超级有限单元法，既能有效控制计算规模又能方便地反映结构开裂的局部特性.对小湾拱坝和溪洛渡拱坝进行的优化设计研究表明，在优化过程中允许开裂并考虑开裂约束条件，可以更好地挖掘拱坝潜力，进一步减小坝体混凝土方量.     

拱坝的非线性分析

本文讨论非线性有限元法在拱坝分析中的应用。用弹塑性—断裂模型描述拱坝与基岩的力学性质,可以求得拱坝—岩基交界面的开裂区范围、拱坝变形的变化和拱坝的应力重分布情况。典型算例表明,考虑拱坝—岩基交界面的开裂后,坝踵处高铅直拉应力消失,而铅直压应力仅略有增加。从而可知,在拱坝设计中推广非线性分析方案可以导致更经济的设计和更简单的拱坝体型。     

七里坝水库拱坝裂缝成因分析

七里坝水库处于高山峡谷地区,为运行多年的病险水库。其拱坝为下游面加厚的单曲拱坝,坝体存在横向裂缝和水平裂缝,进行了2次除险加固。在进行第2次除险加固灌浆施工过程中沿新老坝体接触面产生了新的纵向裂缝和横向裂缝,严重危及拱坝安全。本文对拱坝第2次除险加固裂缝的形成原因进行了分析,得出了裂缝的产生是由于自流式灌浆浆液的压力造成坝体开裂的结论。     

小湾高拱坝坝踵开裂的有限单元法分析

在开裂单元中引入不连续形函数，然后基于虚功原理推导出开裂单元的广义刚度矩阵和广义荷载的具体表达式，以及有限元平衡方程，从而建立了一种三维裂缝扩展的不变网格有限元分析方法。运用该方法对已建的二滩拱坝和待建的小湾工程拱坝在相同的工况下进行了对比计算。计算结果表明：在目前所考虑的影响因素下，小湾拱坝和二滩拱坝的开裂范围、开裂程度及对网格疏密、混凝土抗拉强度和水力劈裂等影响因素的敏感程度都非常相似。考虑到二滩工程已建成，且运行正常，可以初步判定小湾工程的拱坝坝踵开裂危险性不大。     

小弯高拱坝坝踵开裂的有限单元法分析

在开裂单元中引入不连续形函数，然后基于虚功原理推导出开裂单元的广义刚度矩阵和广义荷载的具体表达式，以及有限元平衡方程，从而建立了一种三维裂缝扩展的不变网格有限元分析方法。运用该方法对已建的二滩拱坝和待建的小湾工程拱坝在相同的工况下进行了对比计算。计算结果表明：在目前所考虑的影响因素下，小湾拱坝和二滩拱坝的开裂范围、开裂程度及对网格疏密、混凝土抗拉强度和水力劈裂等影响因素的敏感程度都非常相似。考虑到二滩工程已建成，且运行正常，可以初步判定小湾工程的拱坝坝踵开裂危险性不大。     

拱坝非线性开裂分析的分载位移法

通过对拱坝非线性开裂问题的研究提出了拱坝非线性分载位移法的计算模型，推导了非线性状态下，拱坝截面内力与曲率关系的公式。确定了拱坝开裂分析中混凝土破坏条件。拱坝非线性开裂的分载位移法可用于拱坝非线性静动力分析、超载分析和开裂问题研究，可模拟坝的破坏过程。根据本文公式，模型编制的程序已用于拉西瓦水电站拱坝、小湾水电站拱坝的非线性开裂分析和超载分析，实践表明，该方法正确，成果合理，可用于解决实际工程问题     

浅议拱坝的开裂--兼谈广东长沙拱坝的开裂及其影响

择要介绍近百年来国内外若干座有代表性的拱坝开裂实例(包括广东省新近采用MgO混凝土建成的长沙拱坝)，据以讨论拱坝开裂的不同原因及其开裂后的影响，最后回顾了拱坝开裂危害性的研究结果和实践经验，并归纳几条结论性意见。     

无单元法在小湾拱坝开裂计算中的应用

本文利用单元法便于追踪结构开裂的特点，并针对拱坝的受力特点，提出了一种适合拱坝三维开裂分析的方法，并对小湾拱坝进行了开裂追踪计算，无单元法计算拱坝开裂方便而实用，具有很好的应用前景。     

应用无单元法近似计算拱坝开裂

本文针对拱坝开裂分析的难题，结合拱坝的受力特点，利用无单元法便于追踪结构开裂的特点，提出了一种拱坝三维开裂分析的近似方法，该方法将拱坝沿拱向分段，各段内分别布置无单元法节点并单独计算开裂，将各段通过界面耦合成拱坝整体以形成整体平衡方程。在实例计算中，本文用有限元的计算结果估算出了拱冠坝段的侧向约束刚度，并对某拱坝的拱冠梁坝段进行了开裂追踪计算，估算出了该拱坝沿拱冠坝基面的破坏深度，结果表明，无单元法近似计算拱坝开裂方便而实用。     

双河拱坝应力分析

介绍了双河拱坝的开裂情况和多种工况下拱坝拱梁分载法的应力分析成果,对双河拱坝的开裂原因和拱坝安全进行了初步分析和评价,并对拱坝的体形设计提出了建议。     

Nonlinear simulation of arch dam cracking with mixed finite element method

This paper proposes a new, simple and efficient method for nonlinear simulation of arch dam cracking from the construction period to the operation period, which takes into account the arch dam construction process and temperature loads. In the calculation mesh, the contact surface of pair nodes is located at places on the arch dam where cracking is possible. A new effective iterative method, the mixed finite element method for friction-contact problems, is improved and used for nonlinear simulation of the cracking process. The forces acting on the structure are divided into two parts： external forces and contact forces. The displacement of the structure is chosen as the basic variable and the nodal contact force in the possible contact region of the local coordinate system is chosen as the iterative variable, so that the nonlinear iterative process is only limited within the possible contact surface and is much more economical. This method was used to simulate the cracking process of the Shuanghe Arch Dam in Southwest China. In order to prove the validity and accuracy of this method and to study the effect of thermal stress on arch dam cracking, three schemes were designed for calculation. Numerical results agree with actual measured data, proving that it is feasible to use this method to simulate the entire process of nonlinear arch dam cracking.     

拱坝强度裂缝的定量研究

本文综述了拱坝强度裂缝的定量研究，给出了拱坝分载位移法、线弹性和非线弹性三维实体有限元法进行拱坝裂缝随机追踪的框图，给出了按线弹性三维实体有限元法进行拱坝裂缝产状随机追踪的框图，以及指定裂缝位置、按线弹性三维实体有限元法进行裂缝定量分析的框图。最后提出了继续进行拱坝强度裂缝定量研究应当考虑的若干问题。     

混凝土拱坝运行期裂缝与永久保温

混凝土坝施工期裂缝问题目前已基本解决,但施工期未出现裂缝的拱坝,竣工后仍可能出现裂缝,这是目前尚未解决的问题。对运行期出现裂缝的原因进行分析,提出了运行期拱坝实际温度应力的计算方法。计算结果表明,非线性温差及寒潮是引起拱坝运行期裂缝的主要原因。表面永久保温是防止运行期出现裂缝的有效方法。     

拱坝线性破坏轨迹的随机分析

按三维连续体力学的随机有限元法分析拱坝，用不同的强度准则建立功能函数，用一次二阶矩法求拱坝的可靠指标场，指定可靠指标最小的点为破坏已经实现的事件，记录其相应的失效概率，之后，修正该点的刚度和拱坝的总刚，重复上述的分析过程，直至开裂稳定或溃坝。上述过程开裂点的几何位置的集合即为拱坝的破坏轨迹，条件概率的集合即为拱坝破坏轨迹的概率向量。     

高拱坝的开裂与体形优化

通过对小湾拱坝的弹性有限元计算，分析了坝踵区在拉应力作用下裂缝出中能性，进而描述了进行拱坝开裂分析所采用的裂缝模型，并给出了小湾拱坝出现裂的可能范围以及坝踵区应力变化的非线性有限元计算成果，讨论了开裂约束条件下拱坝体型优化的数学模型及强度控制指标和开裂深度控制指标。     

砌石拱坝温度裂缝成因及控制措施

通过分析砌石拱坝温度裂缝产生的原因,提出相应的工程措施来控制砌石拱坝的温度裂缝,并应用于江西高店水库砌石拱坝砌筑施工时的温度裂缝控制．针对不分缝条件下的大坝砌筑具体情况提出预防、处理措施,使工程的质量与进度得以保证．     

拱坝坝顶位移前倾的原因分析

拱坝坝顶位移前倾是一种非常普遍的现象．通过分析拱坝破坏过程中的位移场，指出前倾的原因除了混凝土的膨胀外．还可能是由于坝体的开裂所致。并且提出了监测建议和判断方法。     

拱坝非线性开裂过程的随机分析

本文以拱坝及其周围为岩石基础研究对象，本构模型为非线性弹性，应力分析按形变理论，对破坏过程中的不同应力状态应用不同的强度准则和不同的功能函数.破坏过程的分析按三维随机有限元法分析对象的可靠指标场，从可靠指标场中寻找并联系统中最易出现的破坏轨迹.破坏轨迹的条件概率的集合即为拱坝破坏轨迹的概率向量.本文最后给出了一个拱坝非线弹性破坏过程分析的例子。