基于灰色理论的混凝土压缩损伤参数尺寸效应

为解决混凝土损伤参数的尺寸效应问题,通过试验获得几组混凝土压缩试件的损伤参数。基于灰色理论进行混凝土压缩损伤参数的尺寸效应研究,建立预测方程,以试验测得的小试件初始损伤和峰值损伤数据为基础,预测大试件的初始损伤和峰值损伤。结果表明,大体积混凝土的初始损伤和峰值损伤均随混凝土尺寸的增大而增大,但最终均趋近于一个固定值,初始损伤趋近于0.182 7,峰值损伤趋近于0.352 6。

表孔闸墩颈部钢筋混凝土非线性有限元分析

针对闸门承担大推力会使闸墩颈部产生明显的应力集中问题,采用单弹簧联结单元模拟钢筋混凝土的粘结滑移作用,同时引入混凝土四参数损伤模型模拟混凝土的非线性特性,对运行期短暂工况下某重力坝#5表孔闸墩颈部进行钢筋混凝土三维非线性有限元计算,分析了钢筋的作用效果。结果表明,钢筋可在一定程度上减轻损伤程度并限制损伤范围,使局部混凝土的受力状态得到改善;闸墩颈部的钢筋总体应力水平不高,裂缝开展宽度较小。最后调整配筋方案,计算结果说明在满足构造要求的前提下,适当减小配筋量是可行的。

基于单弹簧联结单元法的白鹤滩拱坝孔口配筋非线性有限元分析

采用单弹簧联结单元法及混凝土四参数损伤模型,对施工期工况下白鹤滩拱坝的6~#底孔结构进行了钢筋混凝土三维非线性有限元计算,分析了配筋对孔口结构应力状态的影响,以及配筋后混凝土的损伤情况、钢筋应力分布及裂缝开展宽度等。结果表明,加入钢筋对该孔口大部分区域的混凝土应力影响不大,但会使大梁、下游闸墩等拉应力较大部位的应力状态有所改善;该孔口中仅在大梁与闸墩结合处发生轻微损伤,加入钢筋能在一定程度上限制损伤的增大和扩展;6~#底孔中钢筋应力不大,裂缝开展宽度满足规范要求。

钢筋锈蚀对水闸结构性能的影响

在已有混凝土四参数损伤模型、锈蚀钢筋力学性能、锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结滑移关系等分析的基础上,采用单弹簧联结单元法模拟钢筋与混凝土的相互作用。对发生锈蚀的四点弯曲梁经典试验进行了有限元模拟分析,两者结果吻合较好,验证了分析方法的正确性。将该方法应用于水闸闸室结构分析,结果表明钢筋锈蚀会减弱钢筋限制混凝土裂缝开展和承担应力的作用,加速了水闸的破坏。