超高性能混凝土的损伤力学模型及其 在水利工程中的应用

超高性能混凝土具有远超常规混凝土的强度和耐久性,本文探讨其在水利工程中的应用情况。为此,基于损伤力学理论,建立了超高性能混凝土的塑性损伤模型。利用该模型对超高性能混凝土简支梁进行了计算分析,计算结果与试验结果较为接近,验证了该损伤模型的合理性。最后将超高性能混凝土的损伤力学模型应用到Koyna重力坝抗震设计中,在大坝易损薄弱部位采用超高性能混凝土进行抗震加固。应用结果表明,超高性能混凝土能够显著降低地震时坝体的损伤程度,提高大坝的抗震性能。该成果为水利工程加固设计提供了新的思路。     

渗流场求解的改进排水子结构法

针对排水孔孔径小、数目多及渗流自由面位置未知的特点，把能准确模拟排水孔实际渗流行为的改进排水子结构技术与固定网格求解有自由面渗流问题的结点虚流量法相结合，解决了排水孔穿过自由面时渗流场的求解问题。作为推广应用，列举了几种典型的排水子结构模式，给出了两个应用算例     

节点连接方式对钢管混凝土结构性能的影响研究

基于某水电站厂房钢管混凝土排架结构受力特点和变形规律,建立了包括上下部结构的整体机组段三维精细有限元分析模型,利用ADINA的约束方程分析了钢管混凝土排架结构与上部屋顶和吊车梁不同连接方式对排架结构受力性能的影响,并采用振型分解反应谱法研究了不同连接方式下对排架结构动力特性的影响。研究方法与结果可为工程设计提供参考。     

基于ADINA的塔体内外动水压力分布规律研究

基于ADINA软件提供的流固耦合模块,采用软件中的势流体单元模拟水体,构建了简化的塔体—地基—水体有限元动力分析二维模型,并对其施加人工地震波分析了塔体内外的动水压力分布规律,比较了塔内外最大动水压力计算值与理论值.结果表明,该方法对高耸塔体结构的抗震设计有一定参考作用.     

等效三维一致黏弹性边界单元及其在拱坝抗震分析中的应用

基于大型结构分析软件ADINA,提出了等效三维一致黏弹性人工边界单元以及在该边界上实现波动输入的方法和技术.将其应用于国内某高拱坝的坝体.地基-库水系统的地震反应分析,研究大坝在三向地震荷载作用下的动力响应,并与传统无质_垦地基模型的计算结果进行对比.结果表明地基辐射阻尼有效降低了坝体的地震响应,该方法应用方便且具有良好的计算精度和稳定性.     

淤沙的塑性性质对混凝土坝地震反应的影响研究

就淤沙对混凝土坝的地震响应问题,基于液固两相介质的Biot固结理论,推导了饱和多孔液固两相介质的压力波动方程,用于确定淤沙对混凝土坝的地震响应大小.把淤沙看作塑性材料,分析了淤沙层密度、凝聚力和摩擦角对混凝土坝地震响应的影响.通过算例分析表明,淤沙塑性性质对坝体地震响应的影响较为明显.     

拱坝—库水动力流固耦合作用的有限元数值研究

针对库水在拱坝结构动力响应分析中的重要影响,采用大型有限元分析软件ADINA验证了势流体单元模拟坝体—库水间耦合分析方法的正确性,并以西南某高拱坝为例,分析了考虑库水压缩性及库水位高度等条件下的坝体动力特性,获得了库水对拱坝动力特性的影响规律,可为拱坝抗震设计提供参考。     

某混凝土重力坝极限抗震安全评价

针对某重力坝典型非溢流坝段抗震问题,运用ADINA软件建立了反映坝体混凝土与地基岩体材料非线性的重力坝抗震分析模型,采用地震动超载的方法对重力坝的极限抗震能力进行了分析,并探讨了分别以坝体混凝土开裂区贯穿和地基塑性区贯通作为大坝和地基动力稳定判别标准的抗震安全评价方法。结果表明,该重力坝典型坝段能承受峰值加速度约为0.826g的地震。     

基于塑性应变能理论的边坡动力稳定性研究

由于地震作用的随机性和复杂性,使得边坡动力稳定状态的判定较静力问题复杂许多,目前还未形成统一且公认的动力失稳判别准则。将塑性应变能理论和突变理论应用到边坡动力稳定分析中,以边坡震后总塑性应变能突变为失稳判别标准来确定边坡动力安全系数。对算例边坡进行动力稳定分析表明：相比于塑性区贯通判据和关键点位移突变判据,塑性应变能判据受人为因素影响较小,计算结果更具客观性,且给出的安全系数准确性有保证,是分析边坡动力稳定问题的较优选择。     

强震作用下高拱坝损伤开裂研究

本文基于混凝土的力学特性,建立能够反映混凝土动态情况的多轴损伤开裂模型。以等效三维一致粘弹性边界反映远域地基辐射阻尼效应,采用Mohr-Coulomb材料模型模拟坝基裂隙岩体在地震作用下的力学行为,运用非线性地震波动分析方法研究国内某拱坝在强震作用下的损伤开裂过程。通过对大坝的损伤程度以及坝体上、下游面的最大拉应力进行分析,给出大坝的抗震薄弱部位,并对其抗震安全性进行了评价。研究揭示拱坝动力损伤灾变机理,为高拱坝抗震安全评价提供一种分析途径。