两种库水附加质量模型的重力坝动力响应研究

对两种不可压缩性库水附加质量模型的混凝土重力坝动力响应进行了研究,得到结论：① 相对有限元模型计算结果比较,韦斯特伽德模型进行折半处理后计算得到的大坝自振频率较直接使用韦斯特伽德模型计算的精度高;② 当水体区域向上游取3倍坝高可以得到比较稳定的自振频率;③ 由于大坝是弹性体,上游面坝体结点的等效结点荷载不仅受该结点动水附加质量本身的影响,同时受到该结点周边结点的动水附加质量的影响。     

浇筑层网格对混凝土浇筑块温度及应力计算的影响

研究了浇筑层不同网格剖分对浇筑块温度及应力计算精度的影响,对比分析了混凝土表面放热系数、绝热温升速率及时问步长等因素对浇筑层不同网格剖分计算结果的影响.结果表明,较粗的有限元网格虽能获得良好的温度计算结果,但较密的有限元网格更能满足应力的计算.     

基于实测徐变的水工混凝土细观力学参数反演

现有混凝土细观力学参数反演分析一般是基于实测轴向应变进行,而荷载作用下的混凝土试件存在明显的泊松效应,因此联合实测纵、横向应变优化反演的力学参数更能反映材料的真实性能。首先开展了不同加载龄期的水工混凝土单轴压缩徐变泊松比试验,然后基于加荷和持荷阶段的实测纵、横向应变,采用“正交设计-神经网络-细观有限元模型”相结合的方法,反演获得了骨料与砂浆的弹性力学参数;进而将混凝土实测徐变度作为砂浆徐变度的初始值,反演获得持荷阶段砂浆徐变度及徐变泊松比;最后对比分析了反演获得的砂浆徐变度和混凝土徐变度。结果表明：骨料、砂浆的力学参数与混凝土力学参数存在差异,基于实测应变反演获得的骨料、砂浆弹性泊松比在0.13～0.20之间,砂浆徐变泊松比为0.125;相同加载龄期下,砂浆的徐变特性与混凝土的徐变特性相似且砂浆的徐变度要大于混凝土的徐变度,反演获得的砂浆徐变度约为混凝土徐变度的2.5倍。     

基于遗传模拟退火算法的岩土弹-粘塑性参数反分析

根据常荷载作用下当所有应变率为零时,弹-粘塑性问题可得到弹塑性解的特性,建立了岩土弹-粘塑性参数反分析模型.提出了反分析弹-粘塑性问题参数的两步法,即先利用岩土材料应力屈服函数的统一表达式确定屈服函数的系数;再利用P.Perzyna本构方程中的常用Φ函数表达式来确定岩土材料的流动系数γ和常数N.在反分析中,应用遗传算法对参数空间进行全局搜索,并借助模拟退火算法对部分最优个体进行局部搜索.通过典型的厚壁圆筒算例分析表明,这一方法是可行的.     

考虑温度历程的混凝土坝实测应变转换应力分析

由于混凝土各项性能和水泥水化反应密切相关,因此混凝土热学和力学性能的发展不仅与龄期有关,还与自身温度和温度历程有关,而传统混凝土坝实测应变转换应力计算理论中尚未考虑温度历程的影响,这导致转换获得的拉应力并非真实应力。基于等效龄期理论与变形法基本原理,推导了考虑温度历程的实测应变转换应力公式,并给出了考虑温度历程的实测应变转换应力计算步骤;结合西北地区典型混凝土坝对比分析了考虑温度历程及不考虑温度历程的转换应力,分析表明,西北寒冷地区的典型混凝土坝温度范围为6.4~37.0 ℃,考虑温度历程的拉应力与不考虑温度历程的最大差值为0.49 MPa,且差值峰值出现在早龄期,此时混凝土强度尚未充分发展,若不考虑温度历程影响,则无法进行准确的安全评价。     

混凝土重力坝局部等效应力法初探

在混凝土重力坝有限元应力分析中,坝踵和坝趾的应力随网格剖分尺寸的减小而急剧增大.针对该问题.提出局部等效应力方法.即对坝基面坝踵和坝趾局部区域进行局部等效处理.坝基面中间大部分区域仍采用有限元计算.通过对坝基面局部等效处理长度进行敏感性分析,认为坝踵、坝趾各取1/6～1/4坝底宽进行等效处理.可以得到较稳定的等效应力值,坝踵、坝趾处最小单元尺寸应在1/12～1/8坝底宽.进而基于局部等效应力法分析了坝基变模对坝体变形应力状态的影响,认为局部等效应力法能较好地反映坝基不同变形模量对坝体应力状态的影响.     

基于MSC.Marc的可变容差法的位移反演

对基于MSC.Marc的可变容差法位移反演进行了探讨,通过对MSC.Marc进行二次开发,编制了基于MSC.Marc的可变容差法弹塑性参数反演程序,并通过两个算例说明可变容差法的局部搜索能力强,反演精度高;另外,在MSC.Marc软件高效的内核求解器的辅助下,加快了反演分析的进行。     

高混凝土坝水荷载引起的位移分量研究

 研究了高混凝土坝不同水荷载和水荷载的不同作用方式对位移分量的影响,得到结论：①当地基截取范围逐渐增大时,无论作用在地基上的水荷载按面荷载考虑还是按渗流体荷载考虑,都将引起参考基点(倒垂线锚固点或坝踵正下方1倍坝高)的水平位移逐渐增大。由于工程上常将倒垂线锚固在岩基深处,并认为该倒垂线测值为绝对位移,当考虑作用在地基上的水荷载时,将倒垂线测值作为绝对位移的认识是有局限性的。②为了获得精度良好的参数反演值,必须考虑到参考基点的位移,应采用大坝有限元数值计算的坝顶位移和基点位移的相对值,联合实测位移分离出的水压分量进行参数反分析。     

基于不同测试方法的密封养护水泥砂浆孔隙率和饱水度变化规律

孔隙率和饱水度是影响混凝土耐久性的两个重要因素。为研究密封绝湿养护混凝土孔隙率和饱水度的变化规律,制备了不同龄期、不同水胶比的水泥砂浆试件,采用传统称重法、压汞法和核磁共振法测试孔隙率和饱水度。试验表明:3种方法测试结果的变化规律一致,但测值存在一定差异;对于孔隙率,称重法检测值最大,核磁共振法次之,压汞法检测值最小;对于饱水度,核磁共振法检测值大于称重法。在密封养护状态下,水泥砂浆孔隙率以14 d龄期为界随龄期增加表现为先增大后减小,且水胶比为0.41的试件孔隙率最大,最大孔隙率为39%;饱水度以14 d龄期为界随龄期增加表现为先减小后增大,且随水胶比增大而增大,最小饱水度为32%。压汞法检测结果具有一定随机性,传统称重法和核磁共振法检测结果更接近试件真实孔隙率。     

施工期混凝土坝温度统计模型探讨

针对施工期混凝土温度变化规律,采用周期项作为环境气温因子,并累加两个指数函数来考虑水化热温升和通水冷却的影响,构建了施工期混凝土坝温度统计模型。以溪洛渡混凝土坝典型坝段为例,对坝体混凝土温度做了预报。结果表明,该模型可行,预测精度良好。