非整体拱坝结构分析研究

本文介绍了二种不同的接缝模型，并用以模拟拱坝横缝，进行了非整体拱坝有限元分析.分析结果表明：计算中考虑分期施工，对拱坝应力有明显影响；拱坝中的横缝虽经压力灌浆并设置键槽，仍有可能拉裂或剪坏，引起坝体内应力重分布，从而改变拱坝整体应力状态，同时横缝的影响与坝体的厚度和气候条件有关，因此应进行非整体拱坝的非线性分析.文中还分析了灌浆质量对坝体应力的影响，计算结果表明，只要浆体灌进了接缝，浆体质量对坝体应力和变形的影响是很小的.本文最后还对二种不同的接缝模型进行了比较，二者计算结果基本相同.     

九龙眼拱坝应力变形非线性有限元分析

为研究九龙眼拱坝在各计算工况下坝体的应力变形特征,基于拱坝设计体形及相关地形地质资料,建立了拱坝—坝基系统的三维有限元计算模型,并采用非线性有限单元法进行计算分析。计算分析成果表明:在各种计算工况下,坝体应力及变形分布规律合理,应力极值不大,符合现行规范中关于有限元分析应力控制指标的规定,拱坝应力满足强度要求。     

碾压混凝土拱坝的温度控制与接缝设计

碾压混凝土应用于重力坝已获成功,它能否成功地应用于拱坝,关键在于温度控制和接缝设计问题能否得到妥善解决。本文首先给出了碾压混凝土拱坝中温差的计算方法,然后提出碾压混凝土拱坝中控制温度应力的方法,布置坝体接缝的原则和接缝的构造。     

横缝结合质量对拱坝结构受力的影响

MSC／NASTRAN中有反映接缝间隙的GAP单元，可较好地反映有初始开度的接缝应力和接缝条件。采用GAP单元分析拱坝在静水压力作用下横缝中存在的各种间隙对坝体结构受力的影响，分析结果表明：横缝存在间隙对拱坝结构受力有不良影响；随着间隙开度的增大，坝体变位和应力都有恶化的趋势；横缝间隙出现在不同部位影响也不一样。因此，在拱坝建设过程中，应尽量避免横缝结合质量不良而出现间隙。     

高拱坝的动力非线性分析

强地震时，高拱坝中上部因动力放大效应而成为抗震薄弱部位，各项段间的伸缩横缝难以承受较大的拱向拉应力而开裂，拱坝不能现视为整体结构而作线弹性分析。为此，以三维非线性接缝单元模拟坝体分缝，采用基于动态子结构理论的非线性动力分析方法，分析研究伸缩横缝对高拱坝地震反应的影响。研究表明，强烈地震时伸缩横缝反复张合引起显著的坝体应力重分布，大大减少开裂区附近的拱向拉应力而使坝体中部下游面的梁向拉应力有一定增加     

拱坝有缝坝体-坝基系统的非线性抗震分析

本文将坝体和坝肩裂隙岩体作为允许局部开裂和大变形的非线性连续体，用动态接触单元模型进行概化模拟，对小湾高拱坝坝体-坝基系统在高水位运行期遇设计地震荷载作用时的动力反应进行了非线性数值计算，研究了横缝对坝体应力、变形的影响，并对坝肩裂隙岩体的抗震稳定进行了分析评价，数值分析表明：横缝对拱坝坝体的应力和变形影响显著，坝肩潜在滑面的开裂和滑移导致坝体应力增大，坝体的抗震安全性降低，但在运行期高水位遇设计地震荷载时坝体和坝肩裂隙岩体整体稳定。     

大型非线性结构可靠度计算方法研究

拱坝是水利工程中常见的结构,其坝体材料的物理参数和作用于坝体的荷载均是随机变量,坝体的应力和变形呈现出不确定性.因此,在拱坝设计和研究中,以概率统计理论为基础,对拱坝进行可靠度分析是科学、合理的.由于拱坝坝体量大,构造复杂,且基岩和筑坝材料具有非线性特性,因此使得拱坝结构的可靠度分析十分困难.将可靠度计算的响应面法与拱坝应力分析的有限元法相结合,应用成熟的有限元分析软件来分析拱坝的可靠度;坝体应力与变形的计算采用三维非线性有限元法,可靠度计算采用二次响应面法.针对福建省永泰县大洋水电站拱坝的可靠度分析,得出了可靠指标的变化规律.与其他可靠度分析方法相比,该方法可以直接应用确定性的结构计算程序,使大型非线性结构的可靠度分析工作更加简便可行.     

薄层单元在溪洛渡拱坝有限元计算中的应用

介绍了在溪洛渡拱坝有限元计算中,坝体近坝基部位薄层单元的应用。分析研究了薄层单元厚度、沿坝体厚度方向划分单元层数对于坝体应力的影响,并得出溪洛渡拱坝有限元计算网格划分的原则。根据此原则进行溪洛渡拱坝有限元网格剖分和计算。计算结果表明,坝体近建基面部位划分薄层单元,较大程度地改善了坝体角缘部位的应力,得到了比较稳定的有限元数值解。     

基于有限元塑性极限分析下限法的土坝稳定性分析

运用基于非线性规划的有限元塑性极限分析下限法,对某土坝坝体的稳定性进行了分析。将坝体用三结点线性三角形单元离散,并将孔隙水压力看作一种外力荷载作用于各结点上,以结点有效应力为未知量,根据平衡约束条件、屈服约束条件、应力间断面约束条件、应力边界约束条件,求得坡体强度储备系数的下限值及相应的静力容许应力场。将刚体极限平衡法计算结果与塑性极限下限法计算结果进行比较分析,论证坝体的稳定性。     

基于 ANSYS 的拱坝三维有限元等效应力分析

有限单元法可处理多种复杂的边界条件,计算过程更严密,在拱坝应力分析中已广泛应用。通过对坝体的离散化,将坝体离散为相互作用的单元和节点进行复杂条件下的应力分析。采用 ANSYS 分析软件计算了某水库单曲浆砌石拱坝在多种荷载组合作用下的坝体应力及变形,实现了等效应力的参数化计算,并与拱梁分载法计算成果进行对比分析,进而对拱坝结构安全性进行分析评价。     

拱坝结构非整体性分析与坝体接缝模型综述

综述拱坝结构非整体性分析的研究现状以及数值分析中采用的接缝模型 .介绍坝体接缝的分类与构造 ;分析比较国内外学者进行拱坝非整体性分析研究的方法与结论 ;讨论坝体接缝模拟的数值分析模型 .指出合理的坝体接缝模型应能正确反映其接触非线性的本质 ;同时应充分利用现有实测资料 ,对接缝材料的本构模型和力学参数作进一步研究 ;另一方面高效的非线性求解方法也是进行拱坝非整体性分析的一个关键问题     

伊朗迪兹拱坝的再分析

本文对迪兹拱坝的静力和动力再分析结果进行了讨论。这座203.5m高的双曲拱坝,位于地震活跃的扎格罗斯山脉,是目前亚州最高的拱坝。该坝的特点之一是用周边缝把坝体与混凝土鞍座结构分隔开。采用滑移和无拉伸能力的曲线等参数接缝单元进行了非线性静力分析。还做了校正分析。由于库水位的变化,拱冠悬臂梁的径向变位是通过优化大体积的弹性模量进行校正的。最后,本文探讨了最大可信地震的非线性动力分析结果。使用破坏指数叙述了诱发地震的破环,该破坏指数可对不规则应力时程的不同类型进行比较。严密的分析表明,采用现代设计标准比用试载法得出较高的应力。     

坝肩岩体地震残余变形对小湾拱坝安全影响

用有限元模拟拱坝坝体、非连续接触单元模拟坝肩，计算了在设计地震荷载作用下小湾拱坝坝肩残余位移和坝体应力。以拉应力达到坝体混凝土抗拉强度为控制标准，得出坝肩岩体的动力稳定安全系数。计算结果表明，小湾拱坝坝肩仍具有一定的安全度。     

乌江构皮滩双曲拱坝整体稳定性分析

采用固定网格的结点虚流量法进行构皮滩拱坝坝基三维渗流场分析，建立了拱及坝基的整体三维非线性有限元计算模型，研究了坝体、坝基的变形应力分布规律以及屈服区、开裂区影响范围，并进行了坝体、坝基的整体稳定性分析，对构皮滩拱坝的初步设计方案作出了科学、合理的评价。     

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。     

大型非线性结构可靠度计算方法研究

拱坝是水利工程中的常见结构,因坝体材料的物理参数和作用于坝体的荷载均是随机变量,故坝体的应力和变形呈现出不确定性。因此,在拱坝设计和研究中,以概率统计理论为基础,对拱坝进行可靠度分析是科学、合理的。由于拱坝体量大,构造复杂,且基岩和筑坝材料具有非线性特性,使拱坝结构的可靠度分析十分困难。将可靠度计算的响应面法与拱坝应力分析的有限元法相结合,应用成熟的有限元分析软件,分析拱坝的可靠度。坝体应力与变形的计算采用三维非线性有限元法,可靠度计算采用二次响应面法。针对福建省永泰县大洋水电站拱坝的可靠度分析,得出了可靠指标的变化规律。与其他可靠度分析方法相比,该方法可以直接应用确定性的结构计算程序,使大型非线性结构的可靠度分析工作更加简便可行。     

改进的混凝土重力拱坝温度荷载分析

针对目前拱坝规范中温度荷载不能较好地考虑重力拱坝内部温度的非线性变化,由外界气温变化对混凝土内部温度影响的理论分析及坝体温度计测值的综合分析,对年变化温度荷载的计算进行了改进：仅对外界气温变化影响较显著的距坝体外表面10 m左右区域的混凝土温度进行等效,假设中间区域的温度无变化。这可一定程度考虑坝体内部温度的非线性变化。对某重力拱坝进行分析,得到的结论是：①采用本文提出的考虑坝内温度非线性变化的温度荷载方法计算的应力较规范计算的应力,在下游面拉应力有较大增长,而上游面压应力有所减小;②计算坝体的变形与规范法计算的变形较接近,但截面上的应力分布不同。     

拱坝运行期非线性温差应力分析

按照我国现行拱坝设计规范规定，拱坝温度荷载仅考虑运行期坝体断面平均温度和等效线性温差，不考虑非线性温差的影响．给出了拱坝运行期非线性温差应力的简化计算方法，并以小湾拱坝为例，用三维有限元法、规范规定的多拱梁法以及考虑非线性温差后的多拱梁法，计算出了拱坝运行期的温度场和应力场．计算结果表明，非线性温差的影响不容忽视，并且考虑本文给出的非线性温差应力后，多拱梁法计算结果与有限元法的仿真计算结果非常一致．     

混凝土拱坝横缝开度三维仿真计算研究

采用全过程仿真粘弹性空间有限单元法，耦合非线性接触问题，对混凝土拱坝横开度进行了计算研究，得出了横缝开度随时间变化的情况，计算说明靠近地基和坝体上部的横缝开度较小，不满足接缝灌浆要求，应采取必要的工程措施以确保大坝安全。     

洛惠渠拱坝结构三维有限元分析

采用线弹性有限单元法,用有限元分析软件ANSYS对洛惠渠拱坝进行了多工况多方案分析研究。并对计算出的大坝应力和变形状态进行分析,计算结果表明,坝体应力分布合理,基础变形模量在一定范围内上下浮动对坝体应力影响不大,为大坝的加固改造提供依据。