有限元等效應力法在高拱壩應力分析中的適用性研究.pdf

1、有限單元法進行拱壩分析具有諸多方面的優(yōu)點，但存在較大的應力集中，而經(jīng)等效應力法處理可在一定程度上削除這種應力集中的影響。目前，有限元等效應力法應用于高拱壩分析設計可行性還不確定。有限元等效應力法應用于拱壩分析還處于起步階段，其可行性有待進一步的深入研究，特別是在高拱壩分析設計中的應用更應慎重考慮。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力法在高拱壩分析中的適用性作進一步的研究。本文首先介紹了拱壩等效應力和非線性開裂分析方法，并

2、提出利用非線性分析結果作為參照對等效應力法及其應力控制標準進行檢驗研究究。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力解的對比研究有限元等效應力法進行高拱壩應力分析及規(guī)范提出的1.5MPa應力控制標準應用于高拱壩分析時的適用性。 從

3、分析結果可以看出，有限元等效應力法計算結果相對于單純利用有限元法所計算的應力值大大降低，因此等效應力法可以有效削除應力集中的影響。而與非線性開裂分析結果比較后可知，等效應力值與非線性開裂應力值大體接近，并且兩者總體的應力分布規(guī)律比較相似，因此可以說明等效應力法可以應用于高拱壩的壩體應力分析。其次，由非線性開裂分析結果可知，壩體只在壩基面上游側產(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