高拱坝泄水深孔预应力闸墩有限元分析

针对以往拱坝泄水孔口闸墩有限元分析计算过程中存在的边界条件过于简化,难以反映整个坝体应力及地基对坝体孔口应力影响的不足,用子模型方法对某高拱坝泄水孔口U形锚固预应力闸墩进行了分析。计算结果表明:U形锚固数值模拟方法简便、可行;U形锚固形式基本不削弱坝体结构,锚固区应力分布较好,总体应力分布较优,尤其是对高拱坝这种坝体本身较薄的结构有利;用子模型方法进行高拱坝预应力闸墩的有限元分析可以大大降低计算工作量,减少计算时间,可以考虑坝基和坝体应力对闸墩的影响,分析精度高。     

特高拱坝体形适应性分析研究

以西北地区某240 m特高拱坝为例,采用拱梁分载法,选择对拱坝体形设计影响较大且具有一定不确定性的参数,即地基综合变形模量、坝体混凝土弹性模量和线膨胀系数等进行敏感性分析,研究拱坝体形设计的合理性和适应性。经体形优化设计调整,对得到的拱坝体形进行关键参数的敏感性分析计算。由计算成果可知,当地基综合变形模量、坝体混凝土弹性模量和线膨胀系数在一定范围内浮动时,坝体应力、位移均满足设计要求,说明拱坝体形适应性较好。此研究方法将影响拱坝设计的不确定因素提前考虑,既可以减轻后续设计阶段体形优化调整的工作量,又可以保证拱坝建成后保持良好的工作状态,对类似工程设计具有重要的参考意义。     

拱坝应力分析的曲杆单元法

曲杆单元法将拱坝分离成空间刚架结构,将曲杆作为计算基本单元。通过单元及荷载分析,得出结构的总体刚度方程,并提出了求解应力的方法。计算考虑了影响拱坝结构作用的各种主要因素,包括五个结点位移分量。地基变形按F.vot方法计算,并用对角元叠加法进行支座处理。同时考虑了温度变形及泊桑比的影响。计算程序对计算机内存数量要求不高,文中给出了计算实例,并与现在使用的程序的计算结果进行了对比、分析。     

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。     

薄拱坝自振特性的简便算法

随着水利水电事业的不断发展,在震区修建的拱坝逐渐增多,拱坝的动力分析和抗震设计工作也就日趋重要.由于拱坝是极不规则的壳体结构,其动力分析比较困难,目前多采用有限单元法,工作量大,计算周期长、费用高,中、小型计算机难以实现.本文根据样条有限点法的计算原理,为薄拱坝提出一个简便的动特性分析方法.按本文建议的方法,求解的动力方程只有十几阶,利用PC-1500袖珍计算机即可方便地实现,而有限元方法建立的动力方程为200阶以上,按照计算经验,大型特征值问题的求解,其计算时间与方程阶数的2.5—3.0次方成正比例,可见,对于薄拱坝结构,本文方法具有明显的优越性.文中计算了两个实例,所得结果与有限元方法符合较好.     

自重施加方式对高拱坝廊道结构应力及配筋的影响

自重工况一般是高拱坝内廊道配筋设计的控制工况,由于高拱坝施工过程的特殊性及复杂性,有限元计算中自重有多种施加方式。结合工程实例,对高拱坝基础廊道结构进行三维有限元分析,比较不同自重施加方式对廊道结构应力及配筋的影响。研究结果表明:按整体自重考虑时,廊道结构应力及配筋面积明显偏小;全部按分缝自重考虑时,廊道结构应力及配筋面积明显大于按施工过程考虑自重的结果;为符合实际施工过程及结构承载规律,保证结构安全及经济合理,在拱坝结构的有限元计算中应按照施工过程考虑自重荷载。该研究成果对泄洪孔结构的应力分析也具有参考价值。     

考虑地基变形确定拱坝温度等效荷载的方法

温度荷载是拱坝的主要荷载之一。过去在确定等效温度荷载时往往把地基视为刚体,即不考虑地基变形的影响。这在一定程度上影响了计算的精度。针对此问题,笔者提出了考虑地基变形确定拱坝温度等效荷载的计算公式,并论述了利用静力结构模型试验求解拱坝温度应力的有关问题,供进行拱坝设计时参考.     

高拱坝开裂危险性分析

根据国内外各类混凝土试件的试验结果,总结归纳了各类不同受力状态下,混凝土真实强度的差异,并据此提出了一套简单实用的高拱坝开裂危险性分析方法。该方法可直接利用线弹性有限元或拱梁分载法等多种数值方法的三向应力计算结果,结合应力比和大坝混凝土强度,通过查图算法,直接求解拱坝结构任意一点的点安全度,从而预测拱坝相应部位的开裂危险性。二滩拱坝下游裂缝的算例表明,当考虑大坝混凝土三轴效应后,拱坝-坝肩整体点安全度要小于基于单轴强度模型的大坝点安全度,拱坝下游拉压应力组合导致区域结构强度降低是混凝土产生裂缝的内因,在温度荷载、地质条件等外部因素的联合作用下,最终导致了拱坝的开裂。     

砌石拱坝上游拱冠梁底部拉应力仿真分析

对毛坦砌石拱坝进行了温度场和应力场全年仿真计算;分析了砌石拱坝上游拱冠梁底部拉应力的成因及温度因素在温降期对拱坝应力的影响.为同类砌石拱坝冠梁底部强度设计及安全性提供了一种应力分析方法和理论依据.     

高拱坝安全性研究现状及存在问题分析

在总结高拱坝应力变形分析、破坏分析和安全度评估的现行规范及现有研究方法的基础上,指出这些方法存在的主要问题是:在进行破坏分析和安全度评估时没有考虑拱坝的破坏模式,破坏分析的层次不够明确,分析方法的建立和破坏判据的确定缺乏理论依据。针对这些存在问题提出了解决途径的建议,高拱坝的破坏应从材料层次的局部损伤和结构层次的整体失效研究。局部损伤须考虑材料的不均匀性,整体失效的研究应采用非强度理论。需要研究从材料层次的局部损伤到结构层次的整体失效破坏演变过程。高拱坝安全度的评估需要与失效破坏模式联系起来,应通过风险分析寻找最可能失效模式,确定与此模式相应的安全度。     

碾压混凝土拱坝双向相邻诱导缝断裂试验分析

针对碾压砼拱坝诱导缝双向相邻布置结构的力学问题,进行了不同削弱度的碾压砼试件轴拉试验,根据试验结果,考虑双向相邻诱导缝的影响,得到了用于诱导缝断裂分析的双参数等效强度的修正系数,并对沙牌碾压砼拱坝的诱导缝双向相邻布置结构的相对等效强度进行了计算分析,计算结果充分地反映了诱导缝的双向相邻布置对其等效强度的影响,说明坝体中诱导缝的双向相邻布置在温度应力场的作用下更容易开裂。     

考虑流固耦合的反应谱法分析拱坝的动力特性

根据对乌东德拱坝抗震研究中的动力分析，在考虑水体与结构之间耦合作用的情况下分析乌东德拱坝的动力特性，根据规范给出的反应谱计算方法计算乌东德拱坝的反应谱法动力响应，并对反应谱法计算的动力结果进行分析，结果表明，考虑水体与结构之间的耦合作用能有效降低拱坝的动应力。     

拱坝施工过程对应力的影响

文章就混凝土拱坝考虑混凝土浇筑过程,分缝分块及封拱等程序引起的效应进行分析,并举出算例运用有限元计算软件Ansys对考虑施工过程以及不考虑施工过程的混凝土拱坝进行自重应力计算分析比较,得出有益结论.考虑施工过程的混凝土坝体更能体现实际工程的情况,为拱坝设计阶段提供可靠依据.并对拱坝结构计算研究具有一定的参考价值.     

不同自重施加方式对拱坝施工期应力的影响

自重作用对拱坝应力状态影响较大,拱坝分析中,在施加自重时必须考虑真实的施工过程。以实际拱坝为例,采用有限元通用软件ANSYS,利用单元生死对拱坝的施工过程进行仿真分析,计算中考虑了施工中不同自重施加方式对坝体应力的影响。计算结果表明,施工过程对坝体应力有显著影响,给出了仿真计算的自重施加方式,为类似工程的拱坝应力分析提供了依据。     

常态混凝土双曲拱坝坝体施工中的温度控制措施

<正>为了强化现代水利工程中双曲拱坝的建设水平,保证双曲拱坝结构使用寿命与安全性。本文从双曲拱坝的结构特点入手,充分结合外部温度环境对常态混凝土施工产生的影响,考虑坝体的混凝土结构施工不同环节的温度控制要点,制定可行性的混凝土施工温度控制方案,保障混凝土施工的可靠性,为提高双曲拱坝建设水平奠定基础。混凝土作为建筑工程常见的施工材料,其构造特性易受环境温度的影响。在常态混凝土双曲拱坝坝体施工阶段,为有效防止砼浇筑受到气候干扰降低坝体工程质量,需要及时采取科学合理的温度控制方法,提升双曲拱坝坝体浇筑能力,     

拱坝温度荷载计算与分析

拱坝温度是作用于拱坝的主要荷载之一,对拱坝应力特别是拉应力影响较大。拱坝温度荷载由封拱温度场、年平均温度荷载及变化温度场3个特征温度场的相应值计算求得,而众多拱坝设计者仍采用传统的经验公式,既不考虑气温、气象条件,又不考虑封拱温度场,其计算结果明显的不合理。提出了有效、详细的拱坝温度荷载计算方法,供拱坝设计参考。     

高拱坝超载的计算机仿真

高拱坝潜在安全度究竟有多高是值得认真研究的问题。随着计算机技术和数值分析方法的飞速发展，超载试验已可用计算机仿真来实现。基于此，结合小湾凡用三维非线性有限元对高拱坝的超载过程和破坏特征，进行了全过程的计算机仿真。通过对反映混凝土破特征的四参娄弹塑性断裂本构模型的研究，提出了超载的概念，并强调无论是超载试验或是超载计算分析，对于作用荷载而言，都应综合考虑各种影响拱坝受力的主要荷载因素。通过仿真分析得     

基于模糊可靠度概念的拱坝优化

通常的拱坝优化设计建立在确定性概念的基础上，难以考虑结构本身和外界条件的不确定性因素。本文以统计数学和模糊数学的概念为基础，建立了一种考虑强度安全性的基于模糊可靠度概念的拱坝优化模型，并通过实例计算，得到了较为满意的结果，验证了模型的合理性。     

高碾压混凝土拱坝横缝开度对拱坝安全的影响

考虑混凝土材料非线性和横缝接触非线性，对沙牌拱坝进行结构分析，研究横缝下游宽度变化对拱坝工作性态的影响。计算结果表明，横缝下游宽度达到2mm以上，坝体应力恶化，将会危害到拱坝的安全。