设上游底缝改善拱坝应力状态的研究

本文首次采用边界元法对拱坝设上游底缝的影响规律进行了研究，分析了底缝设在不同高程、底缝的缝深不同以及干缝和湿缝对拱坝应力和变位的影响规律．分析结果表明：设上游底缝是改善拱坝应力状态的一个有效的工程措施．

刚块动力试验与离散元法动力分析参数选择的研究

本文通过刚块动力模型试验，对具有光滑表面刚性块体的动、静摩擦系数关系进行了初步探讨，并以模型试验结果验证了离散元数值模型的正确性。离散元适宜用于岩质边坡的稳定分析，文中对离散元动力分析中有关参数的选择作了研究，得到了一些对工程计算与分析有参考价值的建议。

高拱坝沿建基面抗滑稳定分析的研究

分析研究了拱坝沿建基面滑动问题的实质及在实际工程中发生的可能性．研究结果表明，在一定的几何与力学参数条件下，拱坝受水压和温度等荷载作用，拱端推力确有使拱坝沿建基面滑动的可能．而这种滑动并不是简单的“上滑”，实际上是略带向上的向下游滑动，且主要是向下游滑动．影响这种滑动的因素是多方面的，包括坝高、河谷断面的形状、水平拱圈的曲率和坝体厚度等．文中就这几种因素对拱坝沿建基面滑动的影响规律进行了探讨．初步分析结果表明，坝愈高，河谷岸坡角愈平缓，水平拱圈愈扁平，坝体愈薄对拱坝沿建基面的抗滑稳定愈不利．为了有效的反映拱坝的整体作用，提出了一种基于刚体极限平衡法的计算拱坝沿建基面滑动的整体稳定分析方法，通过对一理想化的模型坝实例计算，表明此法的分析结果基本合理．最后，结合小湾拱坝工程实际，用本文提出的方法分析了其沿建基面的抗滑稳定问题．

碾压混凝土成层特性对重力坝静、动力分析的影响研究

碾压混凝土由于采用逐层碾压的施工方法，致使所形成的大体积混凝土在竖向和水平向具有不同的弹性常数。本文以龙滩碾压混凝土重力坝为工程实例，研究了上述弹性特性差异对坝体静、动力分析所产生的影响。研究结果表明，碾压混凝土竖向弹模的降低对自重、水压等主要静载所产生的应力分布影响不大，但对坝踵、坝趾局部控制性应力值将会产生一定的影响；对坝体的自振振型特性影响不大，但对自振频率值有明显影响。

水库淤砂对动水压力波反射效应的饱和多孔粘弹性模型

在Biot的饱和多孔弹性介质的动力理论基础上,建立了水库淤积层对流体压力波反射吸收特性的分析模型,计算了反射系数α随淤积参数及激振频率变化的规律,并与单项等效粘弹性介质模型的结果作了比较。这一结果为水坝地震动水压力计算中考虑水库底淤砂的影响提供了分析依据。

拱坝–坝肩三维可变形离散元整体稳定分析

三维可变形离散元是模拟不连续介质力学行为的有效数值分析方法。由于该方法采用显式差分方法和自动接触检索技术,故尤其适合于求解弹塑性、大变形和动力问题。首先介绍三维可变形离散元的基本原理及特点,然后对拱坝–坝肩系统整体抗滑稳定进行超载仿真分析和强度折减仿真分析。分析结果表明:超载计算时,拱坝坝肩失稳可能性很小,但是,当水压超载到3.5～4.0倍时,坝体材料会出现较大范围的受压屈服;强度折减计算时,当结构面强度折减3.5倍时,拱坝左坝肩在水压和渗压的作用下开始向下游坍塌,并最终导致拱坝失去支撑而溃决。

无限地基辐射阻尼对溪洛渡拱坝地震响应的影响

用有限元、边界元和无限边界元(FE-BE-IBE)在时域内的耦合模型分析了溪洛渡拱坝的动力响应,在分析中考虑了无限地基辐射阻尼,结果表明辐射阻尼对拱坝的动力响应有显著的影响。又研究了辐射阻尼的不同影响因素,如水位、地基弹性模量和不同地震输入等。

钢纤维混凝土轴拉应力应变特性的试验研究

本文采用环氧粘接法对 4种纤维混凝土材料进行了轴向拉伸试验 ,成功地获得了材料的应力 应变全曲线 .根据其试验曲线是否出现第二峰值 ,把纤维分为增强与增韧两大类 .通过分析表明 :不同的纤维形式对混凝土材料的作用机理有较大的差异 .在工程应用中 ,应根据纤维混凝土材料的用途来选择纤维类型 .

重力坝深(底)孔断面钢筋混凝土模型试验研究

本文通过７个小尺寸和１个大尺寸的钢筋混凝土断面模型试验，研究重力坝深（底）孔在坝体自重和内水压力以及超内水压力作用下的结构特性和破坏规律．重点探讨混凝土和钢筋应力应变、混凝土开裂、裂缝宽度和裂缝扩展规律。

小湾拱坝模拟实际横缝间距的非线性地震反应分析

本文采用Fenves接触单元模型对小湾拱坝在地震作用下的横缝非线性特性进行了细致深入的研究 ,内容包括有限元网格收敛性、横缝模拟间距和模拟条数收敛性、横缝灌浆强度的影响、不同水位的影响等 ,文章首次采用实际横缝间距和最多达到 2 5条的横缝模拟条数对小湾拱坝进行非线性地震分析 ,揭示出了许多重要工程规律 .Fenves关于“拱坝横缝非线性分析中只模拟 3条横缝就足够了”的研究结论 ,对于应力分析结果尚可成立 ,但要得到符合实际的横缝张开度 ,必须在拱坝关键部位以真实间距模拟横缝 ,并保证一定的模拟条数。此外 ,不同库水位对非线性响应影响显著 。

岩体结构面切向循环加载本构关系研究

回顾岩体结构面切向循环加载的力学试验和数值模型,并建立新的本构模型。在粘接状态下,结构面切向本构关系表示为由双曲线和直线段组成的滞回曲线。在接触状态由粘接变为滑移的过程中,峰值摩擦角以双曲线函数逐渐降低至残余摩擦角,体现出峰值剪切特性。考虑结构面切向与法向耦合的剪胀关系,建立相应的接触刚度矩阵,并引入初始剪胀角和残余剪胀角来建立分段抛物线形式的剪胀曲线。循环加载导致的磨损对结构面的摩擦和剪胀特性均产生影响,通过以切向塑性功指数函数表示摩擦角和剪胀角的磨损过程。模型在物理意义上反映了切向循环加载的特性,计算结果能较好地拟合试验曲线。

单轴状态下混凝土的动力损伤本构模型

本文根据现有的混凝土静力损伤本构模型，结合混凝土在快速变形下的性能试验成果，提出一定的假定，推得混凝土的动力损伤本构方程．经与单拉和单压状态下的试验成果对比证实，本文提出的理论模型能够较好地描述真实变形过程．

离散元-边界元动力耦合模型在地下结构动力分析中的应用

利用离散元 边界元耦合模型对溪洛渡工程地下厂房洞室群静、动力响应进行了分析 ,对离散元模拟地下结构的一些问题进行了探讨 ,得到了一些结论 :离散元模型能够很好地模拟地下洞室群的变形 ,通过与边界元的耦合 ,可以模拟辐射阻尼的影响 ,由于辐射阻尼的影响 。

基于流形方法的结构体破坏分析

在原有流形方法的基础上增加了模拟多裂隙结构体的破坏及跟踪裂缝扩展的功能。对于含有大量节理裂隙的结构 ,采用传统的摩尔 库仑准则 ,允许裂缝不仅沿原有的不连续面扩展 ,而且可以穿过完整介质 ,导致结构体的破坏。对于单条裂缝的扩展 ,用作者开发的二阶流形法与局部子域边界元法 (BEM)相结合 ,可精确地求出缝端应力强度因子 ,并模拟裂缝的扩展。在这一方法中 ,所模拟裂缝不受网格限制 ,可沿任意方向扩展 。

重力坝断裂数值分析研究

本文研究了预制缝重力坝模型的断裂特性。通过对模型的断裂过程分析表明,在有限元富集技术中引入粘结裂纹模型能够较好地反映模型的承载特性和破坏过程,可以得出与试验结果相一致的荷载响应曲线和裂纹扩展路径。数值方法指出模型试验中采用弹簧拉力计提供附加重力场的局限性。由于拉力计与模型存在联合作用,改变了模型破坏机理和形式,使模型呈现为延性破坏,因而不能反映原型开裂后的实际承载特性。模型试验中附加荷载的施加方式需要改进。

用基于流形元的子域奇异边界元法模拟重力坝的地震破坏

本文提出了用流形无法和子域奇异边界元法相结合模拟结构地震响应及地震破坏的方法。流形元法的独特的网格及接触的处理方式，使该方法不仅可以象有限元法那样精确地分析结构的变形和应力，还可以象ＤＤＡ、ＤＥＭ等不连续分析方法那样模拟不连续面的接触和块体的运动．本文将Ｎｅｗｍａｒｋ法引入流形无法，使得该方法可以直接用来分析动力学问题。与作者提出的子域奇异边界元法相结合，可以模拟裂缝沿任意方向扩展及结构的地震破坏问题。对Ｋｏｙｎａ重力坝进行了地震破坏模拟分析，很好地再现了该坝的破坏过程，模拟破坏形式及裂缝出现的位置与实际调查结果、实验结果及其他学者用模糊裂缝模型得到的破坏结果吻合良好。

混凝土面板堆石坝温度应力研究

结合某设计中的混凝土面板堆石坝，用实际设计数据，模拟面板的施工过程，考虑影响温度及温度应力的各项因素，模拟分析了混凝土面板内温度及温度应力的变化过程，并分析比较了面板下软弱垫层对面板温度应力的影响．结果表明，不考虑库水水温影响时，面板中部会产生较大的拉应力．面板下的软弱垫层能较大幅度地减小温度应力．

拱坝横缝非线性动力响应的模型试验和计算分析

本文采用脆性材料 (重晶石膨润土混合料 )制作的拱坝模型来研究拱坝横缝的非线性动力响应。通过振动台输入谐波和地震波对模型拱坝进行动力试验 ,并运用拱坝非线性分析有限元程序ADAP - 88来进行计算比较 ,试验结果验证了数值模型的可行性 ,揭示了带横缝拱坝在地震荷载作用下的反应规律。此外 。

离散元-边界元动力耦合模型

本文提出了一种二维变形体离散元与时域边界元的耦合模型 ,这一模型可以将非连续体的模拟与无限域的模拟统一在一个模型中 ,可用于在地震波动输入条件下 ,考虑辐射阻尼的岩体边坡或地下结构等的动力稳定和变形分析 ,拓宽了离散元动力分析的领域 .

混凝土Ⅲ型裂缝动静力损伤断裂分析

本文把混凝土的动静力损伤本构模型通过应变等价性假设引入到线弹性断裂力学中，推出了混凝土Ⅲ型裂缝在动静力荷载作用下缝端附近的损伤场，给出了相应的判据，实现了损伤与断裂的耦合分析，为把损伤理论应用到混凝土断裂分析中提供了一条可行的途径。文末还给出了混凝土Ⅲ型裂缝允许损伤尺度的估计值。