高坝结构分析的有限单元法-拱坝.ppt

1、有限元法在水工结构分析中的应用有限元法在高坝结构分析中的应用武汉大学水利水电学院常晓林，硕士课程，2006年2月，水工结构计算力学硕士课程，主要授课内容，1重力坝应力与稳定分析，2拱坝应力与稳定分析，3土石坝应力与稳定分析，4地下洞室应力与稳定分析，2006年2月。 水工结构计算力学硕士课程，计算目的，检查坝体应力，检查坝基坝肩稳定性，为孔口加固提供依据，论证拱坝体型的合理性和坝肩坝基加固措施的可行性，2006年2月，水工结构计算力学硕士课程，高坝结构(拱坝)有限元分析过程，合理概化几何模型有限元网格的边界条件和荷载的应用； 整理和评估建设项目的模拟计算结果；2006年2月，水工结构计算力学硕

2、士课程，几何模型的推广，坝体基岩块体、断层、节理和夹层计算范围的选择；2006年2月，在水电学院的研究生课程水工结构计算力学有限元网格生成中，有关部分的网格原则上应密集，密度均匀的过渡单元应尽可能采用接近正方形单元(平面)的四节点和八节点三次单元(三维)，以保证同一节点域内单元的插值精度。2006年2月，水电学院研究生课程水工结构计算力学、2006.2、水工结构计算力学、水电学院硕士课程、2006.2、水工结构计算力学、拱坝横缝模拟(拱坝横缝是相邻坝段之间的接触界面)未知，求解前突然变化。这取决于载荷、材料、边界条件和其他因素。横向接头可以传递法向压力和剪切力，但不超过接触界面之间的最大摩擦力

3、。2006年2月，水工结构计算力学与拱坝横缝模拟研究生课程，2006年2月，水工结构计算力学与拱坝横缝模拟研究生课程，根据灌浆前的接触单元，灌浆后在坝体水平方向形成一个完整的拱圈，根据整体无缝计算，横缝等效弹性模量取混凝土块弹性模量的80%。若无试验参数，横缝抗拉强度取030，2006年2月，水工结构计算力学，建筑工程模拟研究生课程，坝基应力模拟结构应力强：利用实测数据进行原位应力反演无结构应力：采用近似自重荷载模拟坝体蓄水过程，分几个荷载阶段施加上游地表水压力和淤泥应力。2006年2月，在水工结构计算力学研究生课程大坝施工过程中，大坝混凝土在分层浇筑过程中形状不断变化，在计算中可以用单元生死

4、来模拟。在计算中，根据从坝基到坝顶的浇筑顺序，将坝单元划分为若干荷载步骤，依次激活，依此类推，直至浇筑完坝顶浇筑层。2006年2月，水工结构计算力学与大坝施工过程研究生课程，在计算过程中，随着大坝单元的逐渐激活，相应的自重荷载、由温度场计算的相邻时间步长的温度荷载以及相应大坝上下游的水压荷载也同时施加。这样就可以模拟计算从施工期到运行期的整个过程中的温度场和应力场。2006年2月，水工结构计算力学硕士课程，计算结果的整理与评价，溪洛渡大坝正常工况下的垂直位移云图(单位：米)，2006年2月，水工结构计算力学硕士课程，计算结果的整理与评价，沿河位移(单位：米)，水工结构计算力学硕士课程，计算结果

5、的整理与评价，水平位移(单位：米)，2006年2月。 水工结构计算力学硕士课程，计算结果的整理和评估，坝顶位移矢量图(单位：米)，2006年2月，水工结构计算力学硕士课程，计算结果的整理和评估，第三主应力，2006.2，计算结果的整理和评估，第一主应力(单位：帕)，2006.2，计算结果的整理和评估，沿河法向应力和垂直法向应力，2006.2，计算结果的整理和评估等效塑性应变(超载系数k6.5)，2002年2月混凝土的容许压应力等于混凝土的极限抗压强度除以安全系数。一级拱坝的基本组合安全系数为4.0，非地震条件下的特殊荷载组合安全系数为3.5。2006年2月，水工结构计算力学、拱坝应力控制标准、

6、拉应力控制标准(拱梁荷载分担法)基础组合容许拉应力=1.2兆帕，非地震特殊组合容许拉应力=1.5兆帕，非地震特殊组合容许拉应力为2.0兆帕(采用等效应力)。2006年2月，水工结构计算力学、有限元等效应力和等效应力法的基本思想是将有限元计算的应力分量沿截面积分得到内力，然后用材料力学方法计算截面上的应力分量。拱坝抗滑稳定安全标准，刚体极限平衡法剪切摩擦公式，2006年2月，水工结构计算力学，拱坝抗滑稳定安全标准，强度参数值标准f1，c1抗剪摩擦系数，内聚力，材料峰值强度小平均值f2，对于脆性破坏材料，采用比例极限；对于塑性破坏材料，采用屈服强度；对于已剪切和错位的材料，剩余强度，2006.2，水工结构计算力学硕士课程，拱坝抗滑稳定安全标准，刚体极限平衡法，2006.2，水工结构计算力学硕士课程，拱坝抗滑稳定安全标准，拱坝抗滑稳定分析的有限元法超载