用有限元——边界元法对混凝土重力坝直接进行频域分析

有限元-边界元离散法(FE-BE)可用来对混凝土重力坝的频域进行动态分析.根据该法,开发了新的计算机程序,并对一放空水库的一个理想化坝基系统的频率特性进行研究.将该方法的精度与BE-BE法进行比较,并对大坝基础相互影响参数进行研究,将结果与以前文献中研究记录进行对比.     

用有限元一边界元法对混凝土重力坝直接进行频域分析

有限元一边界元离散法（FE－BE）可用来对混凝土重力坝的频域进步动态分析，根据该法，开发了新的计算机程序，并对一放空水库的一个理想化坝基系统的频率特性进行研究。将该方法的精度与BE－BE法进行比较，并对大坝基础相互影响参数进行研究，将结果与以前文献中研究记录进行对比。     

异弹模界面裂缝地震断裂分析的特解边界元法及在重力坝中的应用

本文针对水利工程中经常遇到的异弹模界面裂缝,提出一种对其进行地震分析的特解边界元法,其特点是直接利用静力基本解在时域内求解动力问题,以缝端小单元模拟异弹模界面裂缝缝端的复杂奇异性,获得了良好的计算效果。     

重力坝─库水─地基动力相互作用对坝体的影响

用动力有限元方法研究了在刚性地基、弹性地基，空库、满库情况下三峡重力坝动力特性及地震动力反应。结果表明，考虑坝－库水－地基相互作用，坝体自振频率降低了３２％，坝体地震动应力大小及分布均发生了明显变化。因此，正确的确定重力坝的地震反应，必须考虑坝－库水－地基的相互作用     

重力坝-基岩相互作用系统人工边界动力分析

以大型有限元软件ANSYS为平台集中比较了目前工程中广泛应用的几种人工边界条件,详细分析了半无限地基在各种人工边界以及不同频率的输入荷载作用下的动力分析结果的精确性和稳定性,对重力坝-基岩系统地震响应进行了数值分析。结果表明,人工边界的模拟精度与输入荷载的动力特性以及介质的弹性波速存在紧密的关系,当荷载激励频率较高时,相对较高的弹性波速才能保证人工边界的稳定性;黏弹性人工边界简单实用,能更好地模拟人工边界外半无限介质的弹性恢复性能和能量辐射作用。     

重力坝─库水─地基动力相互作用对坝体的影响

用动力有限元方法研究了在刚性地基、弹性地基,空库、满库情况下三峡重力坝动力特性及地震动力反应。结果表明,考虑坝-库水-地基相互作用,坝体自振频率降低了３２％,坝体地震动应力大小及分布均发生了明显变化。因此,正确的确定重力坝的地震反应,必须考虑坝-库水-地基的相互作用     

粘弹性人工边界理论及其在重力坝模态分析中的运用

研究了在结构—地基动力相互作用问题中,人工边界理论的发展过程,重点分析粘弹性人工边界的理论价值和可行性。通过使用有限元分析软件ANSYS,设置combin14单元的参数属性,实现了对粘弹性人工边界的模拟并验证其性能的准确性。对重力坝在考虑结构—地基相互作用的情况下进行了模态分析,并和不考虑相互作用、假定地基为刚性条件下的情况进行比较。     

考虑材料特性E,ν不确定的随机边界元法

本文把边界元的灵敏度分析与摄动法相结合，提出了随机边界元法，利用这种方法，可以计算结构响应的均值和标准差，估计由于材料特性Ｅ，ν的不确定性导致的响应误差。     

基于不同边界的混凝土重力坝地震损伤分析

对于混凝土重力坝的地震损伤研究而言,组建合理的大坝模型对计算结果的精度和可靠性有很大影响,其中模型边界的选取和设置至关重要;采用黏弹性人工边界的重力坝模型计算所需时间较长,操作也较复杂,结合薄层单元和黏弹性人工边界构造了等效黏弹性人工边界,对比了黏弹性人工边界和等效黏弹性人工边界模型的结果,发现两种边界控制下的坝体地震损伤结果类似,坝体受损轻微,且等效黏弹性人工边界消耗的计算资源较少,其结果仍具有较高精度。     

基于三维黏弹性边界的混凝土重力坝抗震性能分析

为进一步推动三维黏弹性人工边界在坝工抗震领域的研究和应用,更为方便地实现边界设置和波动输入方法与大型商业软件相结合,基于黏弹性边界基本理论及ANSYS有限元软件中的弹簧—阻尼单元,编制了三维黏弹性人工边界程序,该程序可有效求出边界结点的等效荷载,从而可以实现黏弹性边界单元的波动输入。然后,通过数值算例验证得出地表位移最大值接近入射波幅值的2倍,说明该程序的计算结果具有较高的精度。最后,将黏弹性边界单元及地震波入射方法应用到巴基斯坦玛尔水电站典型溢流坝段的抗震分析中,计算结果显示,在设计地震作用下坝体的动力响应峰值较固定边界下可减小20%~40%,说明考虑无限地基阻尼影响是很有必要的。     

考虑地震荷载作用下等效一致黏弹性边界的重力坝分析

为研究地震荷载作用下等效一致性黏弹性边界重力坝的有效性,本文通过有限元数值模拟方法,采用等效一致黏弹性和无质量地基两种边界对重力坝进行三维模型对比计算,并得出:等效一致黏弹性边界和无质量地基边界均能有效的模拟无限地基的辐射阻尼效应;且两者所有计算结果及分布均保持基本相等,但等效一致黏弹性边界下的结果波动相对较小;再由于等效一致黏弹性边界的在建模过程中具有计算工作量较小,效率较高的优势。因此,采用等效一致黏弹性边界相对无质量地基边界在抗震分析方面更加简易、有效。     

砂卵石地基上一座溢流重力坝的坝基渗透稳定反算分析

概略介绍了砂卵石地基上一座溢流式重力坝的布置,重点是对坝基防止管涌破坏的稳定性进行反算分析,提出的坝基出口段防止管涌破坏的允许渗流坡降值改进计算式,以及采用综合均值确定坝基出口段允许渗流坡降值,通过反算分析,说明符合实际。     

考虑动水压力的输水隧洞-层状地基地震响应分析

基于比例边界有限单元法和连分式渐近展开构建的层状地基高阶双渐近透射边界具有全频范围内快速收敛的高阶精度和很高的计算效率,将高阶双渐近透射边界与近场有限元方程相结合,并将隧洞内水体视为理想声学流体以考虑动水压力作用,进行了输水隧洞-层状地基-动水系统的地震响应分析。数值算例分析结果表明：在地震作用下隧洞内壁的附加动水压力数值较大,其影响不容忽略,考虑动水压力后,隧洞结构的加速度和位移响应略微有所增大,表明动水压力对结构的加速度和位移响应影响较为有限;第一主应力和第三主应力数值有较大幅度增加,隧洞内衬混凝土损伤数值和损伤开裂区域较无内水工况对应的数值大。因此,在输水隧洞的地震响应分析和抗震设计中,十分有必要考虑附加动水压力的影响。     

混凝土重力坝水下接触爆炸下的毁伤特性分析

采用常规有限元法研究接触爆炸下的结构破坏特性时,往往将由于网格高度畸变而导致计算中断或错误的结果。考虑炸药、流体、结构之间的动态耦合及混凝土的高应变率效应,采用SPH-FEM耦合方法,其中SPH法用于模拟爆炸近区的坝体大变形,FEM法用于模拟远场坝体响应,构建了混凝土重力坝水下接触爆炸的全耦合模型,对水下接触爆炸下的大坝动态响应及毁伤特性进行分析。研究表明,采用SPH-FEM耦合分析技术可以较好地揭示水下接触爆炸下大坝冲坑形成及其毁伤特性;水下接触爆炸冲击荷载作用下大坝受损程度比水下非接触爆炸时严重,在研究水工大坝抗爆性能时,应重点关注水下接触爆炸下的大坝毁伤特性。     

碾压混凝土成层特性对重力坝静,动力分析的影响研究

碾压混凝土由于要用逐层碾压的施工方法，致使所形成的大体积混凝土在竖向和水平向具有不同的弹性常数。本文以龙滩碾压混凝土重力坝为工程实例，研究了上述弹性特性差异对坝体静、动力分析所产生的影响。研究结果表明，碾压混凝土竖向弹模的降低对自重、水压等主要静载所产生的应力分布影响不大，但对坝踵、坝趾局部控制性应力值将会产生一定的影响；对坝体的自振振型特性影响不大，但对自振频率值有明显影响。     

考虑材料软化特性的地基承载力分析计算

用应力一次跌落软化模型来模拟土体应力应变软化关系曲线，分析了该模型下半无限平面应变土体的承载力。采用特征线和边界单元混合法计算地基承载力。计算结果与Ｐｒａｎｄｔｌ理论解及前人成果比较表明，该模型和算法是合理正确的。