地震作用下拱坝有限元等效应力的计算

目前拱坝等效应力仅被应用在静力作用下的计算分析中,而且规范中没有明确规定动力作用下等效应力的应力控制标准。笔者依照相关混凝土拱坝设计规范补充计算了有限元等效应力的控制标准,以大丫口水电站混凝土拱坝为例,把有限元等效应力的计算与动力作用下的应力分析结合起来,用时程分析法计算得到动力作用下的应力最大值,进而得到静动综合作用下的应力最大值,与推导出的应力控制标准相比较,进行应力评价。     

厅子塘水电站砌石拱坝结构三维有限元分析

根据浆砌石坝设计规范和混凝土拱坝设计规范,结合云南厅子塘水电站细石混凝土砌石双曲拱坝工程特点,采用三维有限元方法,对拱坝体在多种荷载组合的工况条件下的坝体应力和变形进行了研究。研究结果表明,砌石双曲拱坝坝体的应力及变形均符合有限元计算一般规律,坝体最大位移在允许范围内,坝体上游面应力偏大,但在进行有限元等效应力核算后,计算研究结果在规范允许范围内。     

基于等效应力法的混凝土拱坝有限元分析

有限元法分析拱坝应力时,等效应力计算按等效后坝体的主拉、压应力作为控制指标。本文基于拱坝等效应力计算原理,对照应力控制标准,结合工程实例建立三维有限元模型,计算该拱坝不同荷载作用下坝体上、下游面的等效应力,分析其应力控制标准的适宜性,结论可为高拱坝的等效应力研究提供一定的指导价值。     

有限元等效应力基于ANSYS的计算

有限元等效应力法是新规范采用的用有限元计算混凝土拱坝时的强度设计和校核的方法。基于ANSYS软件的APDL语言对等效应力的计算进行二次开发,并通过算例验证了方法的有效性,为ANSYS进行拱坝分析的实用化提供了一条有效途径。     

混凝土单曲拱坝运营期有限元分析

采用有限单元法对白莲崖水电站碾压混凝土拱坝进行仿真分析,并把计算结果与拱梁分载法、有限元等效应力法的计算结果进行分析比较,指出用有限元法分析拱坝的优势和不足,为有限元法在拱坝设计中应用提供了参考依据。     

拱坝工程实例分析

针对高拱坝的应力控制标准的课题，对若干已建的和待建的高拱坝，采用不同的有限元方法和计算条件进行了应力分析，并做了地质力学模型试验研究．其目的是：研究高拱坝坝体应力的分布规律；主要针对线弹性和非线性研究有限元方法计算高拱坝应力的成果差异；研究各种提出有限元应力控制标准的方法和模型试验的控制标准．     

有限元等效应力在拱坝应力设计中的应用

有限元等效应力是拱坝设计规范规定的两种强度校核方法之一,也是规范规定的拱坝强度设计标准,本文介绍了其发展情况、基本理论和计算方法,并结合工程实例介绍有限元等效应力在拱坝设计中的运用,按规范规定的强度标准进行校核,计算结果合理有效,同时与其他计算方法进行了比较分析,揭示了拱坝等效应力计算研究对工程的意义,得出有益结论,为拱坝结构计算研究提供参考。     

布西拱坝有限元等效应力计算研究

文章以布西拱坝为例,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。     

基于ANSYS的拱坝等效应力计算及图形显示

针对有限元软件ANSYS拱坝等效应力计算中存在的问题,以及结果不能在ANSYS后处理模块中直接进行图形显示,利用ANSYS参数化设计语言阐述了等效应力过程中坐标系设置、沿路径积分、夹角求解等关键问题的解决方法,同时采用单元转化及结点输出列表修改的方法,在ANSYS后处理模块中实现了拱坝坝面各结点有限元等效应力的计算和结果图形化显示的一体化.以某拱坝为例分析了有限元应力与等效应力在分布规律上的差异性,验证了方法的可行性.     

碾压混凝土拱坝封拱温度场的仿真分析

混凝土坝的裂缝是一个带有普遍性的现象,因此有"无坝不裂"的说法。在大坝裂缝事故中,除少数裂缝是因结构不合理或地基不均匀沉降引起之外,大部分是由温度应力引起的。目前,普遍采用的拱梁分载法计算拱坝温度荷载难以描述拱坝在荷载作用下开裂状态。基于这一点,本文采用ANSYS有限元数值仿真技术、考虑混凝土材料的非线性,对某处于初设阶段的碾压混凝土拱坝采用混凝土多参数强度准则(非线性有限元法)进行计算。根据初设阶段资料和混凝土拱坝设计规范的要求对大坝关键部位进行等效应力计算并分析坝基面开裂状况,并对大坝封拱温度取值进行专门分析。在满足应力控制标准和施工可行的情况下提出合理的特征拱圈封拱温度值,以供设计人员参考。     

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。     

基于有限元方法的洞坪拱坝体形优化研究

在初步设计体形的基础上,建立以坝体混凝土方量最小为目标函数,以坝体几何形状限制和坝体拉、压应力满足有限元等效应力控制指标为约束条件的拱坝优化数学模型,运用大型有限元软件ANSYS对洞坪拱坝进行体形优化研究.计算表明,该方法求解效率高,结果的收敛性稳定,优化后的体形更扁平美观,坝体应力更趋于均匀.     

碾压混凝土拱坝的封拱温度与真实温度荷载研究

本文在对RCC混凝土拱坝封拱温度与温度荷载特点分析的基础上，用四座不同坝高的RCC拱坝分别以坝体多年平均温度和由仿真分析计算得到的蓄水时的实际温度作为温度荷载的计算起点，用有限元等效应力法计算不同坝高的坝体应力，根据计算结果讨论不同坝高时RCC大坝的封拱温度与温度荷载。本文主要得出以下结论：1）以多年平均温度作为封拱温度计算温度荷载与仿真方法计算的温度荷载的差距随着坝高的增大而增大。对于100米以上的拱坝应该用仿真分析的方法研究温度荷载，以确定真实的封拱温度。2）不进行二期水冷和封拱灌浆时，对于100m以上的高拱坝，要进行充分论证，一般坝踵可能会出现较大拉应力而引起坝踵开裂。3）对于RCC高拱坝应采用冷却水管和分缝相结合的方式，在蓄水前通过二期水冷使坝体温度下降到设计封拱温度后进行封拱灌浆，以减小运行期的温度荷载。     

坝体变位和内水压力对坝后背管结构应力的影响

用三维接触单元模拟背管与坝体接触面，分析坝体变形和内水压力对李家峡坝后背管结构应力的影响。坝体变位对背管结构轴向应力的影响表现为上部为拉应力下部为压应力，并且拉应力由背管的上弯段向下弯段逐渐减小，部分轴向拉应力值大于混凝土设计抗拉强度；背管内水压力对背管结构环向应力的影响表现为环向拉应力，并且管腰外缘和管顶内缘混凝土环向拉应力是混凝土设计抗拉强度的2．4倍。根据应力的大小分布可以确定，坝体变形是背管产生较大轴向拉应力的主要因素，是产生环向拉应力的次要因素；内水压力是使背管产生较大环向拉应力的主要因素，是产生轴向拉应力的次要因素。     

自重与初次蓄水对特高拱坝应力的影响

以小湾拱坝为例,对不同自重施加方式及初次蓄水条件下大坝的应力进行了三维数值仿真分析。对不同施工方案的应力对比研究结果表明,自重施加方式、封拱灌浆过程及初次蓄水均对坝体应力分布有较大影响,自重全部由梁承担过小地估计了坝体上游拉应力,而整体施加自重、水压时,计算得到的拉应力偏大,从计算精度考虑,小湾拱坝应力计算按10次以上的分期浇筑、分期封拱及分期蓄水过程模拟为宜。     

龙滩碾压混凝土坝的仿真计算

本文是在作者的研究成果“龙滩碾压混凝土坝的温控研究”和“模拟碾压混凝土坝成层浇筑过程温度场的解析解的基础上对龙滩碾压混凝土坝夏季开工坝段进行仿真计算。研究结果表明，当开工日期在夏季时，基础混凝土热量倒灌现象严重，最高温升和最大水平正应力 发生在靠近基础的常压混凝土浇筑层中。因此，夏季开工坝段的温控重点是基础常压混凝土垫层。坝体温度降低到稳定场需要一个很大的时间过程，对于龙滩碾压混凝土坝，大约需要４     

一种计算Hardfill坝应力的方法

研究提出一种Hardfill坝坝体应力的计算方法。根据有限单元法计算结果,分析了Hardfill坝 坝体应力的分布规律,在此基础上总结提出坝体铅直正应力、剪应力及水平正应力的计算方法。通过 实例验证并与有限单元法的应力成果对比,证明本文提出的计算方法具有较好的精度,计算方便快 捷,可以满足对Hardfill坝坝体应力初步分析的需要。     

中国是世界拱坝大国也是世界拱坝强国——在《特高拱坝建设总结及安全运行管理研究》会议上的发言

中国拱坝数量占全世界的40%,数量最多;世界最高的三座拱坝都在中国,因此中国是世界拱坝大国。中国解决了岩溶地区拱坝防渗、狭窄河谷拱坝大流量泄洪等技术难题,发展了碾压混凝土拱坝筑坝技术。中国学者首创大坝混凝土标号分区技术,首创混凝土坝温度应力理论体系,解决了大坝裂缝这一世界性难题;建立了拱坝优化理论、混凝土坝仿真分析方法、混凝土坝有限元等效应力方法、混凝土坝数值监控方法等,在拱坝设计和科研上取得了全世界最多的重要成果,因此中国既是世界拱坝大国,又是世界拱坝强国。     

重力坝加高工程全年施工可行性研究

某重力坝加高工程中,为了减少温度应力,每年5~9月份停工,损失了近一半施工时间,为此研究了大坝加高中全年施工的可行性。首先,从理论上阐明,大坝加高中新混凝土温度应力不同于基础约束问题,而接近于上下层约束问题,其温度应力小于基础约束块,而且温差计算起点较高,因此温度应力较小,夏季施工是可能的。然后,严格模拟实际施工条件进行三维有限元仿真应力分析,计算结果表明,大坝加高工程中在采取必要措施后,热天不必停工,可以全年浇筑新混凝土,使施工进度有较大提高,但汛期应满足上游库水位限制的要求,文中给出了大坝加高中热天施工的技术措施。