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(jì)性和安全性均較優(yōu)越的壩型。然而在拱壩的施工和運(yùn)行過(guò)程中，由于混凝土的水化熱、不合理的體型設(shè)計(jì)、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(huì)改變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)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(yùn)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(jìn)函數(shù)，使有

2、限元對(duì)裂縫的模擬獨(dú)立于網(wǎng)格，突出了擴(kuò)展有限元的優(yōu)勢(shì)。⑵以混凝土三點(diǎn)彎曲梁為模型，采用ABAQUS中擴(kuò)展有限元法計(jì)算梁的破壞過(guò)程；另外采用有限元法計(jì)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(jì)算結(jié)果，導(dǎo)入到內(nèi)力集成程序，計(jì)算結(jié)果與材料力學(xué)計(jì)算結(jié)果接近，論證了本文采用擴(kuò)展有限元和內(nèi)力集成程序的合理性。⑶通過(guò)搜集整理國(guó)內(nèi)外拱壩開(kāi)裂的實(shí)際案例，按其產(chǎn)生時(shí)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(kāi)裂成因有：壩體本身體型設(shè)計(jì)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(wú)縫拱壩對(duì)比，壩體中部的水平裂縫對(duì)壩體的應(yīng)力、位移和壩肩推力基本沒(méi)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(huì)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(duì)整體壩肩的推力影響較??；另外近壩肩裂縫