考虑键槽咬合作用的高拱坝非线性横缝模型研究

为了精确模拟高拱坝横缝键槽在地震作用下的力学响应,研究了高拱坝横缝键槽咬合作用,并构建了一种带附加切向弹簧刚度的平缝模型。通过调节平缝模型的附加切向弹簧刚度系数可以实现与精细化模型精度相当的咬合作用,并探讨了该模型附加切向刚度系数的取值及其稳定性。将锦屏一级高拱坝作为工程算例,重点研究了键槽咬合作用对横缝的法向开度和切向位移的影响。结果表明:联结单元引入到动接触边界模型,不仅能较好地模拟键槽咬合作用,而且能改善单一动接触力模型的两侧坝体互相嵌入。键槽咬合作用能够加强拱坝的整体性,有效地限制横缝的切向位移,并使横缝的法向开度小幅降低。

库水压缩性及分缝布置对拱坝非线性地震响应的影响

构建了一种较为综合全面的高拱坝-库水-地基动力相互作用模型,该模型通过采用声学单元模拟库水,以考虑库水与坝体及地基的耦合;采用动接触-联结混合模型中能够实现接触面间法向光滑过渡的指数型动接触力模型模拟横缝接触非线性;在混凝土受拉(压)本构模型中引入动力放大系数实现混凝土损伤塑性模型的率型化.对锦屏Ⅰ级高拱坝-库水-地基系统模型进行了地震响应分析.结果表明:在横缝模型中考虑库水的压缩性,会使坝踵处动水压力峰值减少32.20%,对拉应力影响较大,使横缝开度最值减少且可能出现在左、右岸坝肩区域内;考虑库水可压性时,不设横缝模型的坝踵及左岸坝肩处出现了受拉损伤因子大于0.7的集中区域,对比而言设置横缝模型的坝体损伤程度有明显改善,表明横缝的存在使得拱向应力向梁向应力转化,改善了坝肩的受力状况.