有限元等效應(yīng)力法在高拱壩應(yīng)力分析中的適用性研究.pdf

1、有限單元法進(jìn)行拱壩分析具有諸多方面的優(yōu)點，但存在較大的應(yīng)力集中，而經(jīng)等效應(yīng)力法處理可在一定程度上削除這種應(yīng)力集中的影響。目前，有限元等效應(yīng)力法應(yīng)用于高拱壩分析設(shè)計可行性還不確定。有限元等效應(yīng)力法應(yīng)用于拱壩分析還處于起步階段，其可行性有待進(jìn)一步的深入研究，特別是在高拱壩分析設(shè)計中的應(yīng)用更應(yīng)慎重考慮。隨著我國高拱壩工程的不斷發(fā)展，有必要對有限元等效應(yīng)力法在高拱壩分析中的適用性作進(jìn)一步的研究。本文首先介紹了拱壩等效應(yīng)力和非線性開裂分析方法，并

2、提出利用非線性分析結(jié)果作為參照對等效應(yīng)力法及其應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗研究究。壩體分析采用ANSYS有限元軟件。運用ANSYS自帶APDL語言和結(jié)果文件數(shù)據(jù)，可比較方便地計算拱壩上下游面的等效應(yīng)力；運用ANSYS中的Concrete65單元和混凝土材料開裂模型可模擬拱壩受荷后的非線性開裂。通過非線性開裂解和有限元等效應(yīng)力解的對比研究有限元等效應(yīng)力法進(jìn)行高拱壩應(yīng)力分析及規(guī)范提出的1.5MPa應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于高拱壩分析時的適用性。 從

3、分析結(jié)果可以看出，有限元等效應(yīng)力法計算結(jié)果相對于單純利用有限元法所計算的應(yīng)力值大大降低，因此等效應(yīng)力法可以有效削除應(yīng)力集中的影響。而與非線性開裂分析結(jié)果比較后可知，等效應(yīng)力值與非線性開裂應(yīng)力值大體接近，并且兩者總體的應(yīng)力分布規(guī)律比較相似，因此可以說明等效應(yīng)力法可以應(yīng)用于高拱壩的壩體應(yīng)力分析。其次，由非線性開裂分析結(jié)果可知，壩體只在壩基面上游側(cè)產(chǎn)生最大不超過0.3壩厚范圍的局部裂縫，裂縫仍處于穩(wěn)定狀態(tài)，對大壩正常運行影響不大。而溫降和溫升