帶縫拱壩工作性態(tài)研究.pdf

1、拱壩在現(xiàn)代水利水電工程建設(shè)中占有重要地位，其結(jié)構(gòu)合理、體型優(yōu)美，是一種經(jīng)濟性和安全性均較優(yōu)越的壩型。然而在拱壩的施工和運行過程中，由于混凝土的水化熱、不合理的體型設(shè)計、地基軟弱夾層等因素的影響，致使拱壩產(chǎn)生裂縫。而裂縫會改變結(jié)構(gòu)設(shè)計時預(yù)定的應(yīng)力狀態(tài)，使拱壩處于不確定的安全狀態(tài)下運行。因而帶縫拱壩的工作性態(tài)研究顯得十分重要。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了有限元的基本理論，以單位分解法為基礎(chǔ)，在形函數(shù)中引入跳躍函數(shù)和漸進函數(shù)，使有

2、限元對裂縫的模擬獨立于網(wǎng)格，突出了擴展有限元的優(yōu)勢。⑵以混凝土三點彎曲梁為模型，采用ABAQUS中擴展有限元法計算梁的破壞過程；另外采用有限元法計算了在水平荷載作用下的懸臂梁，提取有限元網(wǎng)格信息和應(yīng)力計算結(jié)果，導(dǎo)入到內(nèi)力集成程序，計算結(jié)果與材料力學(xué)計算結(jié)果接近，論證了本文采用擴展有限元和內(nèi)力集成程序的合理性。⑶通過搜集整理國內(nèi)外拱壩開裂的實際案例，按其產(chǎn)生時間和分布規(guī)律可分為：施工縫、橫縫、穩(wěn)定型裂縫、岸坡垂直縫、岸坡平行縫、劈頭裂縫、

3、網(wǎng)狀裂縫等；拱壩的開裂成因有：壩體本身體型設(shè)計不合理、遭遇突發(fā)的惡劣情況、地基軟弱層變形、混凝土材料老化等因素；并為后續(xù)裂縫的研究選取了4條典型的裂縫，按類型可分為水平裂縫和近壩肩裂縫。⑷與無縫拱壩對比，壩體中部的水平裂縫對壩體的應(yīng)力、位移和壩肩推力基本沒有影響；當(dāng)壩踵處出現(xiàn)裂縫后，壩體的第一主應(yīng)力從壩踵處轉(zhuǎn)移到裂縫尖端，并且會明顯的增大壩踵處高程段的壩肩推力；近壩肩裂縫僅減小了局部壩肩的推力，而對整體壩肩的推力影響較??；另外近壩肩裂縫