基于弹性本构关系的高拱坝破坏范围研究

弹性有限元法是目前拱坝安全度评价中广泛采用的方法,其存在一些问题,如混凝土的强度准则不同,得到的坝体破坏范围不同。采用弹性本构关系和三种强度准则,以某高拱坝为例,考虑施工浇筑过程中自重作用下温降荷载组合的研究工况并进行计算,得出采用双轴强度准则计算的建基面相对破坏范围比采用单轴强度准则的结果稍大,与采用三轴强度准则的结果基本相同。采用多轴强度准则考虑了第三主应力为压应力时对坝体开裂产生的影响,结果更加合理。     

设上游底缝对小湾拱坝坝踵开裂的影响

本文采用混凝土非线性本构模型和破坏准则,对小湾高拱坝设上游底缝的开裂规律进行了初探,分析了无缝和有缝以及干缝、湿缝对拱坝开裂的影响。结果表明：设上游底缝能改善坝踵开裂情况,是改善拱坝坝踵应力状态的有效工程措施。     

孔口结构混凝土的开裂准则

根据模型试验的成果发现 ,实际结构混凝土开裂与试件开裂有明显的差异 ,分析实际结构的受力特点 ,提出了一种基于应变空间的本构模型和开裂准则。经过与模型试验对比计算 ,认为对于孔口等复杂结构 ,采用极限应变作为混凝土开裂准则比采用最大主拉应力准则更合理 ,在考虑了结构特性后 ,采用此准则计算结果与试验成果基本一致。     

穿堤涵闸箱涵开裂的成因分析及其处理

在水利工程中，小体积砼在一定的条件下由于温度变化及自身干缩产生的约束应力而造成开裂的现象相当普遍，这影响了工程的使用功能与寿命。针对上述问题结合1宗涵闸箱涵的开裂实例。对混凝土各种可能的开裂成因进行分析并提出相应的对策。     

孔口结构混凝土的开裂准则

根据模型试验的成果发现,实际结构混凝土开裂与试件开裂有明显的差异,分析实际结构的受力特点,提出了一种基于应变空间的本构模型和开裂准则。经过与模型试验对比计算,认为对于孔口等复杂结构,采用极限应变作为混凝土开裂准则比采用最大主拉应力准则更合理,在考虑了结构特性后,采用此准则计算结果与试验成果基本一致。     

多孔隙岩石的破坏机理与特征强度判定

本文以长江葛洲坝基础岩体紫红色粉砂岩为例,讨论了多孔隙岩石在单轴和三轴应力状态下的变形三个阶段及其破坏机制。通过断裂分析和临界体积膨胀以及临界八面体剪应分析,建立了与岩体变形曲线上两个特征点相对应的开裂起始强度和开裂发展强度判据,进而分析并提出了建议为工程采用的强度准则。     

水工混凝土结构渗漏问题及处理措施

水工混凝土结构常出现渗漏问题,以钢筋混凝土箱涵为例,提出发现方法,分析渗漏原因,针对不同渗漏破坏类型提出不同的处理方案。     

高拱坝地震损伤破坏的数值模拟

本文在假设混凝土宏观均质的基础上考虑细观不均匀性的影响,采用带残余强度的双折线损伤演化模型和带幂函数下降段的损伤演化模型,结合带拉伸截断的摩尔-库仑破坏准则,探讨了高拱坝在地震作用下的裂缝扩展和破坏形态.某即将兴建的拱坝的计算结果表明,混凝土大坝破坏主要由拉应力引起,开裂从坝顶中部开始,裂纹主要出现在坝体上部,其余部位基本保持完好.计算结果得出的最终破坏形态与模型试验基本一致.     

岩石中锚杆拔出试验的数值模拟

采用二维格构模型分析了岩石中锚杆拔出试验。格构模型将材料在细观尺度上离散为由梁单元组成的格构系统。单元采用简单的本构关系和破坏准则，假定单元的抗拉强度服从正态分布，以引入岩石的非均质性。在外载作用下对整体网格进行线弹性分，计算出格构中各单元的局部应力，超过断裂阈值的单元将破坏，材料的开裂过程通过单元的依次破坏来模拟。研究中考察了材料非均质程度、约束条件对开裂机理的影响 。数值结果表明，非均匀性导致了开裂形态的非对称性，而增加水平约束后，试件的荷载-位移反应由脆性变为柔性。     

钢筋混凝土岔管结构分析与配筋优化

结合某水电站钢筋混凝土岔管工程实际,建立三维数值分析模型,首先采用弹性模型对岔管混凝土的应力和变形进行计算分析,并在此基础上进行初步配筋设计,然后采用混凝土组合破坏准则和均布式钢筋模型,基于岔管结构的开裂状态、钢筋应力与最大裂缝宽度等非线性特征进行配筋优化设计,结果表明：基于混凝土弹性模型的配筋设计方法,钢筋用量明显偏大;采用混凝土开裂非线性有限元分析方法可以起到优化配筋设计的作用。     

土石坝裂缝数值模拟方法研究

由于目前土石坝裂缝产生的评判及预测缺乏统一标准,本文采用FLAC3D中可以产生滑动和分离的接触面Interface单元作为土石坝内部的隐含破坏面,以此模拟土石坝裂缝开展,探讨裂缝评判方法。最后,用离心模型试验证明该方法用于模拟土石坝开裂的可行性与合理性。     

快速浇筑条件下混凝土坝早龄期开裂风险分析

以南水北调工程某混凝土重力坝施工为例,分析与探讨了不同浇筑层厚度、不同层间间歇期、不同浇筑温度等对混凝土坝早龄期温度与应力的影响,对早龄期混凝土的温度与应力特性和开裂风险进行了深入分析研究,并提出了相应的确保应力安全的防裂方法。研究内容为快速浇筑条件下大坝混凝土温度控制标准和温控措施的制定提供技术支持。     

强风干寒地区混凝土抗裂性能试验研究

为研究强风干寒地区混凝土的抗裂性能,在控制环境因素及外部养护条件下,采用C35和C50等级混凝土抗裂圆环和实体混凝土桥墩进行现场试验研究。通过对2种等级混凝土裂缝开裂时间及宽度的对比分析,结果表明:混凝土强度等级越高,混凝土越容易开裂;养护方式影响混凝土的抗裂性能,同种等级混凝土采用的不同养护方式中保温保湿养护防止混凝土开裂效果最佳;不同等级混凝土采用同种养护方式时,强度等级高的混凝土易产生裂缝,因此低等级混凝土养护方式不一定适用于高等级混凝土,对于高性能的混凝土更应该加强养护优化养护措施。研究结果可供类似工程中混凝土抗裂性能试验参考。     

开挖边坡-坡顶建筑物稳定性研究

开挖边坡时,为了确保边坡和坡顶建筑物安全,避免潜在滑坡危险,需对边坡-坡顶建筑物稳定性进行评价。通过MIDAS GTS建立边坡数值模型。基于Mohr-Coulumb屈服准则和强度折减理论对边坡-坡顶建筑物的稳定性进行了数值模拟,研究不同开挖深度边坡的应力分布特征及坡顶建筑物位移特征,揭示了边坡-坡顶建筑物失稳机理:随着建筑物-坡顶距离的增大,一方面开挖边坡的安全系数虽没有降低,但可以减小潜在滑动体的范围,提高建筑物的安全性,另一方面虽建筑物总体位移逐渐减小,但建筑物前后端的位移差逐渐增大,对建筑物的抗裂性不利。     

软岩隧洞二次衬砌的裂缝特性与成因

某大型灌溉工程中的引水隧洞，二次衬砌产生了严重裂缝．通过对不同洞段的衬砌变形、裂缝的发生发展以及衬砌与围岩温度的跟踪观测，获得了二次衬砌的应力变化与发展规律、混凝土的收缩曲线及影响因素、裂缝的产生时间与发展变化特性、温度应力的分布与变化过程．各种观测结果规律性好、相互印证，为裂缝的原因分析提供了可靠的依据．综合分析监测结果得出：隧洞二次衬砌的纵向裂缝与横向裂缝产生的原因是不同的，纵向裂缝是由于围岩压力和混凝土的收缩应力共同作用的结果，横向裂缝是由于混凝土的温度应力和收缩应力共同作用所致。     

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。     

考虑温湿度风速条件的混凝土开裂试验研究和应用

研制了一套考虑温湿度风速条件的混凝土开裂试验装置,可以通过试验对比不同气候条件下混凝土的开裂情况。采用混凝土开裂气候敏感性因子表述混凝土开裂受气候变化的影响程度,可以优选气候适应性强的混凝土配合比用于渠道衬砌混凝土工程。该试验方法成功在南水北调东线穿黄工程的配合比优化中应用。     

龄期对碾压混凝土双K断裂参数影响的试验研究

为了研究龄期对碾压混凝土双K断裂参数的影响,制作了龄期为28,60,90 d共18个楔入劈拉碾压混凝土试件并进行了断裂试验,结合双K断裂参数公式,得到了不同龄期试件的有效裂缝长度、起裂断裂韧度和失稳断裂韧度等断裂参数,并分析了龄期对碾压混凝土断裂性能的影响。试验结果表明:起裂荷载和失稳荷载均随龄期的增大而增大,且起裂和失稳荷载的比值趋于稳定,伴随着龄期的增加,起裂荷载占失稳荷载的比重越来越大;龄期从28 d增加到90 d,起裂和失稳断裂韧度分别增加了0.216 0 MPa·m^1/2和 0.292 2 MPa·m^1/2,起裂和失稳断裂韧度的比值基本在0.5~0.6;有效裂纹长度随龄期的增大而减小,相同尺寸下,龄期越小,裂缝亚临界扩展量越大,试件的韧性越好。     

干热河谷筑坝深槽置换混凝土裂缝成因与 防裂措施研究

结合西南地区某在建大坝工程,采用有限元反馈仿真分析方法模拟大坝基础置换块的真实温度和应力状态,从而弄清基础置换混凝土的内在开裂机理、明确不同时候的开裂风险,同时探讨避免此类置换混凝土开裂的有效温控方案和防裂措施,为类似工程的施工和防裂工作提供参考     

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。