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高碾压混凝土拱坝中的构造缝问题研究 被引量：60
1
作者 曾昭扬 马黔 《水力发电》 北大核心 1998年第2期30-33,共4页
为了控制施工期温降引起的坝体裂缝，国内外已建成的几座碾压混凝土拱坝普遍设置了诱导缝。我国在国家“八五”科技攻关过程中深入研究了诱导缝的作用和合理布置问题，提出了诱导缝等效强度计算模型和断裂判别式以及有效作用范围估计方... 为了控制施工期温降引起的坝体裂缝，国内外已建成的几座碾压混凝土拱坝普遍设置了诱导缝。我国在国家“八五”科技攻关过程中深入研究了诱导缝的作用和合理布置问题，提出了诱导缝等效强度计算模型和断裂判别式以及有效作用范围估计方法，为诱导缝设计提供了理论依据，并对高碾压混凝土拱坝设置少量横缝的作用和适用条件提出了依据。 展开更多
关键词 构造缝 诱导缝 高碾压混凝土 拱坝
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小湾高拱坝坝踵开裂的有限单元法分析 被引量：52
2
作者 陈胜宏 汪卫明 +1 位作者 徐明毅 邹丽春 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期66-71,共6页
在开裂单元中引入不连续形函数 ,然后基于虚功原理推导出开裂单元的广义刚度矩阵和广义荷载的具体表达式 ,以及有限元平衡方程 ,从而建立了一种三维裂缝扩展的不变网格有限元分析方法。运用该方法对已建的二滩拱坝和待建的小湾工程拱坝... 在开裂单元中引入不连续形函数 ,然后基于虚功原理推导出开裂单元的广义刚度矩阵和广义荷载的具体表达式 ,以及有限元平衡方程 ,从而建立了一种三维裂缝扩展的不变网格有限元分析方法。运用该方法对已建的二滩拱坝和待建的小湾工程拱坝在相同的工况下进行了对比计算。计算结果表明 :在目前所考虑的影响因素下 ,小湾拱坝和二滩拱坝的开裂范围、开裂程度及对网格疏密、混凝土抗拉强度和水力劈裂等影响因素的敏感程度都非常相似。考虑到二滩工程已建成 ,且运行正常 。 展开更多
关键词 拱坝 开裂 有限单元法 抗拉强度 坝踵开裂
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混凝土大坝的抗震安全评价 被引量：51
3
作者 林皋 陈健云 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期8-15,共8页
本文论证了混凝土大坝重点是高拱坝的抗震安全评价的实践与发展现状 .现有的评价准则主要依据混凝土的强度 ,特别是抗拉强度来判断大坝的安全性 .大坝的应力计算则以弹性动力分析为基础 .各国规范关于地震设防水平和大坝的容许拉应力数... 本文论证了混凝土大坝重点是高拱坝的抗震安全评价的实践与发展现状 .现有的评价准则主要依据混凝土的强度 ,特别是抗拉强度来判断大坝的安全性 .大坝的应力计算则以弹性动力分析为基础 .各国规范关于地震设防水平和大坝的容许拉应力数值有很大差别 ,表明认识上的不一致 .事实上 ,由于各坝坝高、坝型、地形、地质条件不同 ,地震时坝身中某一部分产生的最大拉应力不足以全面反映大坝的抗震安全性 .混凝土的动态强度是大坝抗震安全评价中的一个薄弱环节 .大坝抗震设计中目前只依据Raphael进行的局部加载速率的试验结果选取混凝土的动强度 .实际上 ,地震作用下 ,不同的坝不同部位的应变速率是不相同的 ,而且混凝土的动强度还和应变历史、初始静抗压强度、含水量以及尺寸效应等许多因素有关 ,有待作深入研究 .在以上分析基础上 。 展开更多
关键词 拱坝 重力坝 抗震 安全评价 混凝土 抗拉强度
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我国高坝泄洪消能新技术的研究和创新 被引量：63
4
作者 谢省宗 吴一红 陈文学 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期324-336,共13页
60年来,特别是改革开放30多年来,我国的水利水电建设事业得到飞速发展,建成和在建一大批具有世界级水平的大型水利枢纽,为了满足工程建设的迫切需要,向设计提供技术先进、安全可靠的泄洪消能方案,促使我国在高水头大流量泄洪消能技术和... 60年来,特别是改革开放30多年来,我国的水利水电建设事业得到飞速发展,建成和在建一大批具有世界级水平的大型水利枢纽,为了满足工程建设的迫切需要,向设计提供技术先进、安全可靠的泄洪消能方案,促使我国在高水头大流量泄洪消能技术和高速水流的研究方面达到世界领先水平。本文重点评述我国在高水头、大流量泄水建筑物泄洪消能方面所取得的一些重要研究成果,包括宽尾墩联合消能工、窄缝挑坎消能工、高拱坝水垫塘消能、内消能工和高水头泄洪隧洞掺气减蚀等若干新的研究成果。 展开更多
关键词 高水头 大流量泄洪消能 宽尾墩 窄缝挑坎 水垫塘 内消能工 掺气减蚀
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应用无单元法近似计算拱坝开裂 被引量：26
5
作者 寇晓东 周维垣 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第10期28-35,共8页
本文针对拱坝开裂分析的难题 ,结合拱坝的受力特点 ,利用无单元法便于追踪结构开裂的特点 ,提出了一种拱坝三维开裂分析的近似方法 ,该方法将拱坝沿拱向分段 ,各段内分别布置无单元法节点并单独计算开裂 ,将各段通过界面耦合成拱坝整体... 本文针对拱坝开裂分析的难题 ,结合拱坝的受力特点 ,利用无单元法便于追踪结构开裂的特点 ,提出了一种拱坝三维开裂分析的近似方法 ,该方法将拱坝沿拱向分段 ,各段内分别布置无单元法节点并单独计算开裂 ,将各段通过界面耦合成拱坝整体以形成整体平衡方程 .在实例计算中 ,本文用有限元的计算结果估算出了拱冠坝段的侧向约束刚度 ,并对某拱坝的拱冠梁坝段进行了开裂追踪计算 ,估算出了该拱坝沿拱冠坝基面的破坏深度 ,结果表明 ,无单元法近似计算拱坝开裂方便而实用 . 展开更多
关键词 无单元法 拱坝 开裂追踪
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高拱坝整体稳定地质力学模型试验研究 被引量：56
6
作者 周维垣 杨若琼 +1 位作者 刘耀儒 林鹏 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期53-58,64,共7页
在保证大坝稳定设计时 ,除了数值模拟方法外 ,对高坝还应当进行地质力学模型试验。本文叙述了地质力学模型试验的工程意义 ,列举了多个地质力学模型试验实例 ,并对试验方法及安全系数做了分析。
关键词 水工结构 地质力学模型试验 拱坝 稳定分析
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拱坝地震输入模型中黏弹性边界与黏性边界的比较 被引量：56
7
作者 刘云贺 张伯艳 陈厚群 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期758-763,共6页
本文首先介绍了动力分析中无限地基数值模拟采用的各种方法,包括无穷元方法、边界元方法、无穷边界元方法。无限边界处理有叠加边界、黏性边界、黏弹性边界和人工透射边界。介绍了拱坝地震自由场输入模型。通过算例和实际工程计算,验证... 本文首先介绍了动力分析中无限地基数值模拟采用的各种方法,包括无穷元方法、边界元方法、无穷边界元方法。无限边界处理有叠加边界、黏性边界、黏弹性边界和人工透射边界。介绍了拱坝地震自由场输入模型。通过算例和实际工程计算,验证了黏性边界和黏弹性边界均有较好的吸能效果,且两种边界条件下,所得计算结果几乎一致。黏性边界或黏弹性边界均可作为拱坝地震自由场输入模型中的吸能边界。 展开更多
关键词 拱坝 黏性边界 黏弹性边界 自由场
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白鹤滩水电站拱坝及坝肩加固效果分析及整体安全度评价 被引量：55
8
作者 宁宇 徐卫亚 +2 位作者 郑文棠 石安池 吴关叶 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1890-1898,共9页
白鹤滩水电站拱坝左侧坝肩断层及层间、层内错动带发育,拱推力作用下易发生剪切变形。坝基柱状节理层发育,变形模量等力学指标相对较低,表现出显著的各向异性力学特性。由于以上地质缺陷的影响,设计采取沿拱推力方向设置抗剪洞及扩挖坝... 白鹤滩水电站拱坝左侧坝肩断层及层间、层内错动带发育,拱推力作用下易发生剪切变形。坝基柱状节理层发育,变形模量等力学指标相对较低,表现出显著的各向异性力学特性。由于以上地质缺陷的影响,设计采取沿拱推力方向设置抗剪洞及扩挖坝基处柱状节理层岩体设置垫座的工程处理措施,以期对坝肩、坝基岩体的抗剪、传力等进行改善。采用三维非线性数值分析方法,根据实际地质信息建立三维数值模型,模拟白鹤滩中坝址主要地质现象及相关工程措施,通过坝肩、坝基岩体及坝体的应力、位移对比,定量分析主要地质缺陷的影响以及工程处理措施的效果。采用超载法、强度折减法及点安全系数法评价下坝线拱坝的安全度,为该水电站坝线比选提供技术依据和科研成果支撑。 展开更多
关键词 水利工程 拱坝 抗剪洞 垫座 超载法 强度折减法 点安全系数法
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拱坝应力分析中的有限元内力法 被引量：37
9
作者 李同春 温召旺 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期18-24,共7页
本文提出了拱坝应力分析的有限元内力法 ,该法首先按常规方法建立拱坝及地基在水压力、自重等荷载作用下的有限元平衡方程 ,求解结点位移和单元应力 ,然后将坝体分解为拱系和梁系 ,根据拱和梁的内力平衡条件求解指定截面上的约束内力 ,... 本文提出了拱坝应力分析的有限元内力法 ,该法首先按常规方法建立拱坝及地基在水压力、自重等荷载作用下的有限元平衡方程 ,求解结点位移和单元应力 ,然后将坝体分解为拱系和梁系 ,根据拱和梁的内力平衡条件求解指定截面上的约束内力 ,并进而求解相应截面上的内力 (弯矩、轴力、剪力等 )和坝体内任一点的等效应力。文中推导了相应的计算公式 。 展开更多
关键词 水工结构工程 内办法 有限元法 拱坝
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局部非协调网格在高拱坝应力分析中的应用 被引量：34
10
作者 李同春 李淼 +1 位作者 温召旺 沈洪俊 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期42-45,共4页
在局部不协调网格界面上,以网格尺度较大单元所包含的界面上的节点作为基本节点,而界面上与网格尺度较小单元相应的节点作为从节点,建立了从节点与基本节点的线性插值关系,从而导出了以基本节点位移作为求解变量的局部非协调网格协调位... 在局部不协调网格界面上,以网格尺度较大单元所包含的界面上的节点作为基本节点,而界面上与网格尺度较小单元相应的节点作为从节点,建立了从节点与基本节点的线性插值关系,从而导出了以基本节点位移作为求解变量的局部非协调网格协调位移解法.该方法应用于地基上复杂结构的受力分析,可使得结构网格较密,而地基网格稀疏,从而达到不失计算精度,提高求解效率的目的.以某拱坝为例,探讨了局部不协调网格的处理方法对计算结果的影响,并验证了所提方法的正确性. 展开更多
关键词 高拱坝 应力分析 插值 有限元 局部非协调网格
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拱坝坝肩抗震稳定分析 被引量：41
11
作者 张伯艳 陈厚群 +1 位作者 杜修力 张艳红 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第11期55-59,共5页
高拱坝坝肩抗震稳定分析是建于地震高烈度区的高拱坝抗震设计的关键课题之一 .本文将传统的用于块体稳定分析的刚体极限平衡方法和有限元计算分析相结合 ,求解拱坝坝肩抗震稳定问题 .具体作法是 :有限元网格剖分时 ,尽可能布置有限元节... 高拱坝坝肩抗震稳定分析是建于地震高烈度区的高拱坝抗震设计的关键课题之一 .本文将传统的用于块体稳定分析的刚体极限平衡方法和有限元计算分析相结合 ,求解拱坝坝肩抗震稳定问题 .具体作法是 :有限元网格剖分时 ,尽可能布置有限元节点于拱坝坝肩的可能滑动块体表面 .完成有限元静动力分析后 ,将块体表面各节点的静动应力进行积分 ,求出块体拱推力、作用于块体上的地震荷载等 ,然后由刚体极限平衡法求拱坝坝肩抗震稳定安全系数 .上述方法的特点是能充分利用有限元和刚体极限平衡两种分析方法的优点 ,可以提供安全系数时程曲线 ,安全系数的定义与现行规范一致 。 展开更多
关键词 拱坝 坝肩 抗震稳定 刚体极限平衡
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建设高质量永不裂缝拱坝的可行性及实现策略 被引量：40
12
作者 朱伯芳 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期1155-1162,共8页
拱坝的真实应力状态是很复杂的,与设计计算的应力状态有相当的差别,差别太大就可能引起大坝事故甚至破坏,引起差别的原因包括:施工过程、施工期温度应力、运行期温度应力、库区水压力、渗透水、坝体接缝、地质构造、地基变形及材料预期... 拱坝的真实应力状态是很复杂的,与设计计算的应力状态有相当的差别,差别太大就可能引起大坝事故甚至破坏,引起差别的原因包括:施工过程、施工期温度应力、运行期温度应力、库区水压力、渗透水、坝体接缝、地质构造、地基变形及材料预期力学热学特性与实际值的差别等。在做好地质勘探工作的前提下,通过全坝全过程仿真分析及基于有限元强度递减法的安全评估,可以充分揭露各种因素对拱坝应力、稳定及安全度的影响,避免重大事故的发生。在做好基础温差等常规温度控制的基础上,再对上下游坝面进行永久保温,有可能使拱坝永远不裂,从而提高坝的安全度和耐久性,延长坝的寿命,使拱坝建设达到新的更高的水平。 展开更多
关键词 拱坝 全过程仿真计算 有限元强度递减法 永久保温 安全性 耐久性
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柱状节理坝基岩体三维各向异性数值分析 被引量：39
13
作者 徐卫亚 郑文棠 +3 位作者 宁宇 孟国涛 吴关叶 石安池 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期949-955,共7页
在分析柱状节理不连续性和各向异性的工程特性基础上,对某拱坝及坝基的柱状节理岩体进行三维数值模拟分析。考虑河谷初始地应力场和岩体各向异性力学性质,采用各向同性本构和各向异性弹塑性本构进行对比分析。计算表明,坝基柱状节理岩... 在分析柱状节理不连续性和各向异性的工程特性基础上,对某拱坝及坝基的柱状节理岩体进行三维数值模拟分析。考虑河谷初始地应力场和岩体各向异性力学性质,采用各向同性本构和各向异性弹塑性本构进行对比分析。计算表明,坝基柱状节理岩体各向异性特性对工程整体应力、变形的影响比较明显,采用各向异性弹塑性模型计算更能反映柱状节理的特殊性。其结果为该坝区岩体工程各向异性力学分析提供了示例。 展开更多
关键词 柱状节理 各向同性 各向异性 拱坝 坝基
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改进的拱坝等效应力分析方法 被引量：27
14
作者 李同春 章杭惠 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期104-107,共4页
对有限元内力法求解拱坝等效应力分析进行了进一步改进,假定拱、梁方向上的正、剪应力在拱、梁截面上的面单元内呈双线性分布,从而导出根据截面约束内力求解等效节点应力的公式,并在此基础上导出拱梁向应力为直线分布时的上、下游面等... 对有限元内力法求解拱坝等效应力分析进行了进一步改进,假定拱、梁方向上的正、剪应力在拱、梁截面上的面单元内呈双线性分布,从而导出根据截面约束内力求解等效节点应力的公式,并在此基础上导出拱梁向应力为直线分布时的上、下游面等效应力的求解方程和主应力求解公式.对典型的圆筒拱坝用本文方法进行应力分析,得出的拱及梁向应力结果与试载法分析结果基本一致,表明用本文分析方法得出的应力结果可以按现行的拱坝设计规范规定的应力标准评价拱坝坝体安全度. 展开更多
关键词 拱坝 等效应力 拱向应力 梁向应力 有限元内力法
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高拱坝上游坝踵裂缝稳定性及其扩展 被引量：32
15
作者 黄云 金峰 +1 位作者 王光纶 张楚汉 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期555-559,共5页
以一个双曲拱坝为实例 ,用三维断裂分析边界元法和最小应变能密度因子理论研究了高拱坝上游坝踵裂缝稳定性及扩展的情况。结果表明 :缝的稳定性与初始裂缝的出现高程有关 ;水力劈裂是造成初始裂缝扩展的主要原因 ;地基刚度将影响对裂缝... 以一个双曲拱坝为实例 ,用三维断裂分析边界元法和最小应变能密度因子理论研究了高拱坝上游坝踵裂缝稳定性及扩展的情况。结果表明 :缝的稳定性与初始裂缝的出现高程有关 ;水力劈裂是造成初始裂缝扩展的主要原因 ;地基刚度将影响对裂缝稳定性的判断 ;当裂缝达到一定深度后 ,裂缝将显著削弱拱坝的受力截面。验证了在基本荷载组合下 ,拱坝坝踵裂缝的稳定性 ,并计算了在极端不利条件下 。 展开更多
关键词 高拱坝 上游 坝踵 裂缝 稳定性 扩展 边界元 断裂分析
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有横缝拱坝的非线性动力模型试验和计算分析研究 被引量：31
16
作者 陈厚群 李德玉 +1 位作者 胡晓 侯顺载 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1995年第4期10-26,共17页
本文通过在大型三向地震模拟振动台上进行的设置伸缩横缝的某拱坝非线性动力模型试验,应用非线性有限元动力分析程序同时进行计算分析,全面系统地研究了拱坝横缝对坝体动力特性和地震反应的影响,并对计算程序进行了改进。试验与计算结... 本文通过在大型三向地震模拟振动台上进行的设置伸缩横缝的某拱坝非线性动力模型试验,应用非线性有限元动力分析程序同时进行计算分析,全面系统地研究了拱坝横缝对坝体动力特性和地震反应的影响,并对计算程序进行了改进。试验与计算结果相互印证,验证了试验成果的可靠性和计算分析模型、计算程序与计算结果的合理性。 展开更多
关键词 拱坝 横缝 非线性 有限元 动力模型
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拱坝应力控制标准研究 被引量：24
17
作者 朱伯芳 《水力发电》 北大核心 2000年第12期39-44,共6页
实践经验表明 ,我国现行混凝土拱坝设计规范存在下列问题 :应力标准与建筑物重要性无关 ,允许主拉应力与混凝土强度无关 ,拱坝应力分析主要采用多拱梁法和有限元法 ,但同一拱坝用不同多拱梁法程序计算的结果并不一致 ,尤其是拉应力相差... 实践经验表明 ,我国现行混凝土拱坝设计规范存在下列问题 :应力标准与建筑物重要性无关 ,允许主拉应力与混凝土强度无关 ,拱坝应力分析主要采用多拱梁法和有限元法 ,但同一拱坝用不同多拱梁法程序计算的结果并不一致 ,尤其是拉应力相差较多 ,有限元法具有较强计算功能 ,但由于应力集中 ,计算的应力值很大 ,缺乏合适的应力控制标准。通过对影响拱坝应力控制标准的各项因素进行较深入的分析 ,提出了一套新的拱坝应力控制标准 ,使上述各问题都得到了解决。 展开更多
关键词 拱坝 拉应力 多拱梁法 有限元法
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拱坝的有限元等效应力及复杂应力下的强度储备 被引量：32
18
作者 朱伯芳 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2005年第1期43-47,共5页
　有限元等效应力法今后将逐步取代拱梁分载法成为拱坝设计的主要方法,在计算有限元等效应力时,应直接进行数值积分,而不宜用二次曲线逼近,坝体自重宜用分步增量法计算.在坝体下游面压应力最大处,双向受压使混凝土抗压强度提高8%左右,... 　有限元等效应力法今后将逐步取代拱梁分载法成为拱坝设计的主要方法,在计算有限元等效应力时,应直接进行数值积分,而不宜用二次曲线逼近,坝体自重宜用分步增量法计算.在坝体下游面压应力最大处,双向受压使混凝土抗压强度提高8%左右,如考虑施工期温度拉应力,抗压强度可能反而降低17%左右.在坝体上游面拉应力最大处,侧向压应力使混凝土抗拉强度下降7%～8%左右,在上游面拱冠区,三向受压,使抗压强度提高9%左右. 展开更多
关键词 拱坝 有限元等效应力 强度储备 复杂应力
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拱坝坝体—地基动力相互作用的振动台动力模型试验研究 被引量：26
19
作者 李德玉 王海波 +1 位作者 涂劲 张艳红 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第7期30-35,共6页
在振动台上进行拱坝动力模型试验时,设置人工阻尼边界,以模拟地震时地震动能量向无限远域地基逸散的地基幅射阻尼效应。选用液体作为阻尼材料,其厚度根据阻尼液体的黏滞系数、基础材料的弹性模量和密度确定。试验同时模拟坝体—地基—... 在振动台上进行拱坝动力模型试验时,设置人工阻尼边界,以模拟地震时地震动能量向无限远域地基逸散的地基幅射阻尼效应。选用液体作为阻尼材料,其厚度根据阻尼液体的黏滞系数、基础材料的弹性模量和密度确定。试验同时模拟坝体—地基—库水的动力相互作用和坝体伸缩横缝的动力非线性影响。通过数值对比计算分析,验证了同时计入上述诸多复杂因素影响拱坝系统动力模型试验研究的可行性。为今后进行类似试验研究,合理评价高拱坝的抗震安全,探索了新的研究途径。 展开更多
关键词 拱坝 无限地基辐射阻尼 振动台 模型试验
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超强地震作用下拱坝的损伤开裂分析 被引量：32
20
作者 潘坚文 王进廷 张楚汉 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期143-149,共7页
本文根据混凝土抗拉软化特性,基于混凝土塑性损伤模型,分析了大岗山双曲拱坝在超强地震荷载作用下的损伤开裂。研究采用非线性有限元的精细网格,考虑横缝非线性效应,应用时域方法分析了高拱坝在超强地震作用下的开裂形式以及损伤随着地... 本文根据混凝土抗拉软化特性,基于混凝土塑性损伤模型,分析了大岗山双曲拱坝在超强地震荷载作用下的损伤开裂。研究采用非线性有限元的精细网格,考虑横缝非线性效应,应用时域方法分析了高拱坝在超强地震作用下的开裂形式以及损伤随着地震时程的发展情况。研究表明,拱坝在0.56g(PGA)超强地震荷载下坝体中上部梁向损伤指数达到0.9,拱坝该部位可能发生损伤开裂。同时由于损伤使坝体刚度下降导致坝顶位移与横缝开度显著增大,如横缝开度最大由16.2mm增大到36.8mm,因此需要考虑采取坝体抗震加强措施。 展开更多
关键词 塑性损伤 混凝土 拱坝 强震 非线性有限元
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