高碾壓混凝土拱壩仿真分析方法研究.pdf

1、隨著碾壓混凝土筑壩技術的發(fā)展，國內外修建的碾壓混凝土拱壩越來越多，并且在向規(guī)模大的高拱壩發(fā)展。其中設計和施工中的許多問題有待進一步研究。并且一種新工程技術的進步不僅需要新材料、新工藝的改進，更需要發(fā)展和它相適應的新結構、仿真理論和新的計算設計方法。在碾壓混凝土筑壩技術理論中，施工期及運行期的混凝土結構的溫度場和徐變應力場的計算分析、接縫模擬與布置、溫控分析以及溫度荷載計算是一項重要的課題。為了降低溫度應力，不得不在高碾壓混凝土拱壩中設置

2、橫縫和誘導縫。分縫設計是高碾壓混凝土拱壩設計和施工的重要一環(huán)。合理的分縫能保證壩體的安全和施工的速度，減少施工工期。 目前仿真分析計算存在著計算規(guī)模大、計算時間長等缺點，計算方法有待進一步的完善和發(fā)展，使其能夠盡可能地模擬實際施工過程和外界因素，解決精度和效率的矛盾，力求計算結果更接近實際。本文采用大型通用程序法進行仿真分析，即是以大型通用有限元軟件為平臺，通過編制接口程序進行二次開發(fā)，將其應力分析與瞬態(tài)熱分析的有關功能

3、加以綜合，編制出拱壩溫度應力的仿真分析計算程序。這種方法是一種新的仿真分析方法，其編制程序簡便、計算結果準確、通用性強，比一般方法更具優(yōu)越性。 本文結合正在修建的目前世界上最高的碾壓混凝土拱壩——云南省宣威市的萬家口子拱壩，主要進行了以下研究工作： (1)研究大型通用程序中的時間步長與溫度應力的關系，對不同的時間步長進行溫度場和徐變應力場的仿真計算，比較各個計算結果的異同，得出時間步長與溫度場和應力場的變化規(guī)

4、律。(2)研究大型通用程序的分區(qū)異步長算法，對通長時間步長的仿真計算方法進行完善和發(fā)展，使其能夠適應高拱壩計算規(guī)模大的特點。 (3)研究大型通用程序的并層算法，突破以往有限元模型不變的算法，實現仿真計算的時間域和空間域的改變，解決精度和效率的矛盾。 (4)利用等效強度模型和接觸非線性理論，對萬家口子碾壓混凝土拱壩進行不同的分縫設置，并應用大型通用程序對其進行仿真分析計算，比較各方案的溫度場和徐變應力場的變化過程，總