拱坝开裂分析及拉应力控制方法研究

论文题目: 拱坝开裂分析及拉应力控制方法研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 水工结构工程

作者: 韦未

导师: 李同春

关键词: 拱坝,破坏准则,各向同性损伤模型,局部加密,拉应力控制方法

文献来源: 河海大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文针对拱坝开裂分析以及拉应力控制标准研究过程中遇碰到的一系列问题进行了深入研究,主要研究内容如下: (1)混凝土应变空间破坏准则。研究建立在应变空间上的四参数混凝土破坏准则,与已有应力空间准则和收集到的试验成果进行了比较,说明该准则的有效性。 (2)混凝土损伤模型。提出了一种新的用于各向同性损伤模型的四参数等效应变。研究采用该等效应变结合的损伤模型在描述对多轴应力状态下混凝土本构关系的实用性。 (3)单点位移控制法多节点比例加载方法。采用单点位移控制法多节点比例加载对混凝土结构进行加载,研究其模拟结构非线性加载全过程的可行性。 (4)嵌入不连续模型在软弱结构面的初步应用。对嵌入不连续模型进行了初步研究,并将其运用于对含有软弱结构面的岩体的分析,比较了嵌入不连续模型与常规实体有限单元分析方法的结果,分析将嵌入不连续模型运用于求解软弱结构面问题的可行性以及其存在的难点。 (5)局部网格加密方法。提出一种局部网格加密方法,根据单元损伤值的大小确定加密区域,按照计算精度要求确定加密网格的尺寸,同时在局部加密区和非加密区的交界面上建立了粗密网格间的位移协调关系以保证局部加密求解的有效性和合理性,以解决由于网格过粗使计算精度低而网格过细又使计算量大的问题。 (6)拱坝拉应力控制指标确定方法及承载能力。针对如何制定拱坝拉应力控制标准的问题,提出了一种思路:通过改变不同荷载组合中的可变荷载,求解满足开裂控制范围要求的最大值,用此荷载推求弹性状态下的有限元等效应力,对已建和在建拱坝进行一系列分析后可得到不同拱坝的有限元等效应力容许值,对其进行统计分析从而建立具有普遍意义的拱坝不同荷载组合下的拉应力控制标准。并以在自重和水荷载作用下的溪洛渡拱坝为例,探讨以此作为拱坝设计中的控制拉应力指标的可行性。

论文目录:

第一章绪论

1.1 国内外拱坝建设概况

1.2 拱坝的结构特点

1.3 问题的提出和研究的意义

1.4 国内外研究现状

1.5 本文主要研究内容

第二章混凝土的破坏准则

2.1 引言

2.2 应力空间中的破坏准则

2.3 应变空间四参数破坏准则

2.4 应变空间四参数破坏准则与应力空间破坏准则的比较

2.5 小结

第三章混凝土的损伤本构模型

3.1 引言

3.2 损伤理论的几个基本概念

3.3 混凝土的损伤模型

3.4 四参数等效应变

3.5 应力应变曲线的选择

3.6 四参数等效应变的数值验证

3.7 小结

第四章单点位移控制多节点比例加载法

4.1 引言

4.2 非线性方程组基本解法

4.3 单点位移控制多节点比例加载法原理

4.4 某重力坝的加载分析

4.5 小结

第五章嵌入不连续模型在包含软弱结构面岩体中的应用

5.1 引言

5.2 嵌入不连续模型基本原理

5.3 嵌入不连续模型模拟拱坝裂缝扩展的关键问题

5.4 嵌入不连续模型对含夹层岩体的受力分析

5.5 小结

第六章局部网格加密在混凝土裂缝扩展模拟中的应用

6.1 引言

6.2 网格加密方法的实现

6.3 局部网格加密对计算精度影响分析

6.4 局部网格加密在裂缝扩展模拟中的应用

6.5 小结

第七章拱坝拉应力控制方法及承载能力研究

7.1 引言

7.2 拱坝拉应力控制指标确定方法的探讨

7.3 拱坝拉应力控制指标确定方法的基本原理

7.4 溪洛渡拱坝在水压和自重作用下拉应力控制指标分析

7.5 溪洛渡拱坝极限承载能力研究

7.6 小结

第八章总结与展望

8.1 总结

8.2 创新点小结

8.3 展望

致谢

参考文献

攻博期间发表的学术论文

发布时间: 2006-01-16

参考文献

[1].高拱坝开裂分析及安全评价[D]. 杨令强.天津大学2003
[2].界面元法的开裂和损伤梯度模型及其工程应用[D]. 陈欣.清华大学2004
[3].拱坝优化的整体连续性模型[D]. 金海.大连理工大学2004
[4].考虑坝体—库水—地基相互作用的有横缝拱坝地震响应分析[D]. 赵兰浩.河海大学2006

拱坝开裂分析及拉应力控制方法研究

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