基于温度应力仿真分析的碾压混凝土重力坝诱导缝开裂研究

考虑彭水水电站碾压混凝土坝的实际碾压浇筑过程,采用混凝土钝裂缝带模型,在三维瞬态有限元温度应力仿真分析的基础上,对大坝诱导缝的开裂及裂缝扩展进行了跟踪计算。计算结果表明,坝体的上游面诱导缝缝端应力强度因子局部超过混凝土的断裂韧度而发生开裂,且诱导缝的开裂明显减小了坝段中部区域的拉应力。根据诱导缝的开裂分析结果,建议诱导缝的设置长度为4.5m。

混凝土裂缝扩展单元能量演变分析

假设材料为黏弹性材料时,带缝混凝土结构在荷载作用下,缝岸相对位移将逐渐增大,如果采用位移直接法计算缝端应力强度因子,该应力强度因子将逐渐增大,甚至可能大于混凝土的断裂韧度。基于信息熵理论对黏弹性材料的断裂问题进行了研究,分析表明,如果结构为黏弹性体,那么结构在流变过程中不涉及到能量的耗散和释放,结构信息熵为一常数,裂缝并不会失稳,即位移直接法不适用于流变断裂问题。对钝裂缝带模型进行了研究,认为裂缝扩展单元开裂时,将引起结构能量的释放,该释放能等于外力功与总弹性应变能的差值,也近似等于裂缝扩展单元开裂前后的总弹性应变能的差值。对于线弹性断裂力学问题,这2个能量差值与裂缝前沿的虚拟扩展长度(平面问题)或虚拟扩展面积(空间问题)的比值,通过简单的转化即可以获得缝端应力强度因子。分析还表明,钝裂缝带模型一定程度上不依赖于网格粗细,且相对分离裂缝模型而言,其剖分网格较方便。

龙滩碾压混凝土重力坝坝体稳定性研究

本文提出了一种适用于分析含压剪裂缝结构的非线性断裂力学数值分析模型──压剪钝裂纹带模型，并提出其求解方法──调整力向量法；编程分析了龙滩碾压混凝土重力坝的建基面和碾压层面的压剪断裂过程，得到了裂纹的发展过程、相应的应力、应变场及大坝各高程的材料强度储备系数，并比较分析了软化模型和脆断模型；崐最后，得出大坝上游防渗措施和保证水平施工缝具有足够的抗渗要求是保证龙滩大坝稳定安全的关键的结论。

龙滩碾压混凝土重力坝水平层面稳定安全的断裂分析

提出了一种适用于分析含压剪裂缝结构的非线性断裂力学数值分析模型——压剪钝裂缝带模型；并基于此模型，提出了一种新的求解方法——调整力向量法，可较方便地求解复杂的压剪断裂问题；并编制了相应的非线性有限元计算程序。进而对龙滩碾压混凝土重力坝的建基面和碾压层进行了压剪断裂过程分析，得到了裂缝的发展过程及相应的应力、应变场，并对软化模型作了计算比较分析；同时，得到了大坝各高程的材料强度储备系数。最后。

混凝土动力塑性损伤分析中的单元尺寸效应探讨

本文讨论了混凝土非线性分析中的单元尺寸效应,并基于断裂能和钝裂缝带模型提出把开裂应变作为开裂位移与积分点单元特征长度的函数,应用于塑性损伤模型中,保证了断裂能的唯一性,有效地消除混凝土塑性损伤分析中的单元尺寸效应。利用本文开发的有限元程序对混凝土单轴受拉和koyna重力坝地震损伤分析的实例计算表明,本文提出的方法是有效可行的。