重力坝塑性极限分析

本文较系统地介绍了结构塑性极限分析的原理和方法。以某混凝土重力坝为计算实例 ,分别用下限法和上限法给出了该坝极限承载能力 (超载能力和材料强度储备能力 )的下限值和上限值 ,同时还给出了承载能力极限状态的应力场和破坏机构。从极限承载能力上限值和下限值相接近的计算结果可见 ,该法有较高的精度     

重力坝极限承载能力分析

系统地介绍了结构塑性极限分析的原理和方法。以某混凝土重力坝为计算实例,分别用下限法和上限法给出了该坝极限承载能力(超载能力和材料强度储备能力)的下限值和上限值,同时还给出了承载能力极限状态的应力场和破坏机构。从极限承载能力上限值和下限值相接近的计算结果可见,该法有较高的精度。     

重力坝极限承载能力分析

系统地介绍了结构塑性极限分析的原理和方法。以某混凝土重力坝为计算实例,分别用下限法和上限法给出了该坝极限承载能力(超载能力和材料强度储备能力)的下限值和上限值,同时还给出了承载能力极限状态的应力场和破坏机构。从极限承载能力上限值和下限值相接近的计算结果可见,该法有较高的精度。     

基于坝基塑性损伤的重力坝极限抗震能力研究

目前关于重力坝的研究大多仅考虑坝体的损伤破坏,而将坝基设为线弹性材料,这可能导致大坝震害情况与实际不符,而考虑坝基塑性损伤能明显减轻重力坝坝体损伤程度,可以更加真实的模拟出大坝的抗震承载能力。本文基于塑性损伤力学理论,以我国西南某拟建重力坝为研究对象,建立了考虑坝体-坝基整体塑性损伤的三维有限元动力计算模型,并对模型的正确性进行了验证。采用时程分析法分析了该重力坝在不同地震强度下的震损情况,并以坝体裂缝贯通上下游为失稳判别标准对该坝的极限抗震能力进行了评价。结果表明：当地震动强度为0.5g时,下游折坡处损伤区域贯通上游,此时重力坝上部坝体可视为脱离块体,重力坝产生失稳,因此可以判定该重力坝的极限抗震能力为0.5g。     

基于塑性损伤模型的重力坝非线性地震响应分析

根据Lee和Fenves提出的塑性损伤本构模型及相关算法,自行开发了模拟地震作用下混凝土结构损伤发展过程的计算程序。其特点在于针对拉损伤程度较大时所出现的宏观裂纹张开,引入临界受拉损伤变量作为判断依据修正刚度退化变量,限制拉伸塑性变形过度增加,以求合理反映裂纹张开、闭合所引起的刚度退化和恢复现象。同时,对模型进行黏塑性正则化,以减小计算结果对网格尺寸的依赖性。通过对试件在不同加载条件下的响应和Koyna大坝的地震损伤发展过程的模拟,较好地验证了所采用本构模型和自行开发程序的合理性和有效性。     

拱坝塑性极限分析方法

介绍了静力法构建完备的静力容许内力场和线性屈服函数,以及机构法构建完备的机构容许位移增量场、关联的流动法则及机构相容条件,并列出求拱坝极限荷载下限值的线性规划模型;对拱坝塑性极限分析法如何线性化作了阐述。     

龙滩碾压混凝土重力坝极限承载能力判别方法研究

在采用强度储备系数法计算重力坝的极限承载能力的过程中,随着材料强度的逐步降低,首先在局部小范围出现屈服区,随后这一屈服破坏区范围逐步扩展,直到最后坝体内的屈服破坏区贯通上下游坝面,最后丧失保持平衡的能力,导致重力坝的整体破坏,本文从两方面提出了界定这一极限承载能力的标准。运用屈服区贯通判别法和能量法对龙滩碾压混凝土重力坝极限承载能力作了分析对比。     

强震作用下Koyna重力坝和某混凝土重力坝塑性疲劳损伤对比分析研究

对强震作用下混凝土重力坝塑性损伤问题进行了探讨,以Koyna重力坝和国内某混凝土重力坝坝段为研究对象,通过数值模拟分别计算分析出两个重力坝在强震作用下塑性疲劳损伤区域的产生及发展趋势,根据对比分析结果对重力坝设计阶段中需要重点关注的部位提出了有关建议,供设计部门参考.     

极限状态分析在岩滩大坝抗震能力研究中的应用

采用极限状态分析法对岩滩大坝典型16号坝段进行抗震能力研究,坝体强度抗震按照重力坝设计规范,坝体水平截面上上下游边缘正应力计算以及上下游边缘主应力采用规范规定的材料力学方法,满足抗震强度要求。坝体沿建基面的抗震稳定安全性按强度最不利应力叠加原则进行分析,则抗震稳定安全系数为4.24;按稳定最不利应力叠加原则进行抗震稳定安全分析,则坝体沿建基面的抗震稳定安全系数为2.47。两种分析法的结果均大于规范要求的1.0,表明坝体抗震稳定安全系数满足极限状态设计要求。     

碾压混凝土重力坝安全度评价方法研究

光照碾压混凝土坝是目前世界上最高的碾压混凝土重力坝之一,坝高库大,其安全稳定性是施工期和运行期中至关重要的技术问题。运用有限单元法,对光照碾压混凝土重力坝施工期和运行期的温度场、渗流场、应力应变场等进行仿真分析,采用超载法和强度折减法相结合的方法模拟坝体（坝基）系统的渐进破坏过程和可能的失稳模式,并根据特征点位移突变、屈服区贯通等方法判断大坝的整体安全度,同时对坝基浅层面进行抗滑稳定计算。研究结果表明,光照碾压混凝土重力坝的整体安全度大于3.0,且坝基浅层面等薄弱部位的安全系数大于2.0,满足工程稳定的需要。     

渔洞水库重力坝抗震分析

渔洞水库大坝在云南省已建重力坝中坝高为第二位，本文较为详细地分析了该大坝在７０地震作用下的应力应变性状、动力稳定性及其可能的破损部分，为该工程的设计、施工提供了科学依据。分析结果也可供类似工程设计、施工时参考。     

基于混凝土率相关损伤模型的重力坝地震动超载响应分析

本文通过在损伤张量中引入应变率的影响,提出了应变率相关的混凝土弹塑性损伤模型,用来模拟混凝土材料在动力工况下的力学行为。利用此模型对一重力坝进行了地震动超载响应分析,分别从损伤断裂程度和层面抗滑稳定两个方面对坝体进行了安全评价。结果表明,由于地震荷载引起的应变率在坝面的分布不同,坝面各处的动态性能变化不一致,由此引起的混凝土强度和刚度的变化对坝体的动力响应和安全评价有重要影响。     

亭子口重力坝深层抗滑稳定性分析

亭子口水利枢纽大坝是红层地区最高的重力坝,坝基部位存在倾向下游且走向与坝轴线夹角较小的软岩、岩层层面和泥化夹层,以及顺河向的陡倾裂隙,因此亭子口重力坝存在较严重的深层抗滑问题。在结合坝基下覆岩层分布状态确定滑移模式的基础探讨了坝基深层抗滑稳定性分析方法的适用性,并应用广义等K法和分项系数极限状态设计方法对亭子口重力坝表孔坝段的深层抗滑稳定性进行了深入研究,并在此基础上对广义等K法中的条块作用力与水平面的夹角φ对深层抗滑稳定性作了敏感性分析。两种稳定性计算方法的结果均表明亭子口重力坝表孔坝段深层抗滑稳定性基本能满足规范要求;广义等K法中条块作用力与水平面的夹角φ取值对深层抗滑稳定分析成果有显著的影响,建议在亭子口深层抗滑稳定分析中φ可取5o~10o。     

亭子口重力坝深层抗滑稳定性分析

亭子口水利枢纽大坝是红岩层地区最高的重力坝,坝基部位存在倾向下游且走向与坝轴线夹角较小的软岩、岩层层面和泥化夹层,以及顺河向的陡倾裂隙,因此亭子口重力坝存在较严重的深层抗滑问题。本文在结合坝基下覆岩层分布状态确定滑移模式的基础上探讨了坝基深层抗滑稳定性分析方法的适用性,并应用广义等K法和分项系数极限状态设计方法对亭子口重力坝表孔坝段的深层抗滑稳定性进行了深入研究,并在此基础上对广义等K法中的条块作用力与水平面的夹角φ对深层抗滑稳定性作了敏感性分析。两种稳定性计算方法的结果均表明亭子口重力坝表孔坝段深层抗滑稳定性基本能满足规范要求;广义等K法中条块作用力与水平面的夹角φ取值对深层抗滑稳定分析成果有显著的影响,建议在亭子口深层抗滑稳定分析中φ取5°～10°。     

重力坝水力劈裂分析的扩展有限元法

水力劈裂是高坝在高水压作用下发生破坏的主要诱因之一，针对常规有限元法分析水力劈裂问题存在的缺点，研究了采用新兴的扩展有限元法（XFEM）进行重力坝水力劈裂数值模拟的方法。通过建立考虑裂纹面水压力作用问题的虚功原理，推导出了采用扩展有限元法分析水力劈裂问题的有限元列式；给出了反映裂纹面不连续性的不连续函数数值积分方法、开裂判断准则、应力强度因子的积分方法以及裂纹面扩展过程模拟方法，从而给出了模拟裂纹面有分布水压力载荷作用的水力劈裂问题扩展有限元实现方法。最后通过向家坝重力坝坝踵水力劈裂数值分析，展示了该方法的可行性和优越性。算例表明应用扩展有限元法进行水力劈裂分析可克服常规有限元法的缺点，不需要裂纹面与有限元网格一致，不需要在裂缝周围布置高密度网格，模拟裂纹扩展过程时不需要不断地重新划分网格,极大地简化了前处理工作。     

重力坝随机地震动力分析方法研究

本文用随机过程模拟坝基地震动输入及结构动力响应，运用随机振动理论进行二维重力坝结构地震动力分析。提出了二维随机地震动输入实用模型，详细论述了重力坝结构随机地震动力响应的分析方法。     

重力坝水力劈裂分析的扩展有限元法

水力劈裂是高坝在高水压作用下发生破坏的主要诱因之一。针对常规有限元法分析水力劈裂问题存在的缺点,研究了采用新兴的扩展有限元法（XFEM）进行重力坝水力劈裂数值模拟的方法。通过建立考虑裂纹面水压力作用问题的虚功原理,推导出了采用扩展有限元法分析水力劈裂问题的有限元列式;给出了反映裂纹面不连续性的不连续函数数值积分方法、开裂判断准则、应力强度因子的积分方法以及裂纹面扩展过程模拟方法,从而给出了模拟裂纹面有分布水压力载荷作用的水力劈裂问题扩展有限元实现方法。最后通过向家坝重力坝坝踵水力劈裂数值分析,展示了该方法的可行性和优越性。算例表明应用扩展有限元法进行水力劈裂分析可克服常规有限元法的缺点,不需要裂纹面与有限元网格一致,不需要在裂缝周围布置高密度网格,模拟裂纹扩展过程时不需要不断地重新划分网格,极大地简化了前处理工作。     

金安桥重力坝坝基稳定问题分析

采用三维弹塑性有限元方法,对金安桥水电站的碾压混凝土重力坝坝基的深浅层抗滑稳定进行了研究。强度储备系数方法计算所得出的渐进破坏过程揭示了重力坝坝基深浅层滑动的模式,同时根据新的重力坝设计规范。对大坝在设计阶段的抗滑稳定安全度进行了分析,大坝坝基的深浅层抗滑稳定是可以保证的。