混凝土拱應(yīng)力、穩(wěn)定及開裂特性分析研究.pdf

1、實踐證明，拱壩是各種擋水壩中最為安全的一種。近年來拱壩的應(yīng)用范圍進一步擴大，體型日益多樣化。主要表現(xiàn)在不利的壩址條件下修建拱壩，如在寬河谷、不對稱和不規(guī)則河谷、巖石強度較低的壩基、斷層與裂隙較多的壩基、河床有深覆蓋層的壩基及風化、破碎較深的壩基上筑壩。由拱壩的受力特點可以看出，拱壩的穩(wěn)定性主要是依靠壩肩兩岸巖體來維持，因此，壩肩巖體的穩(wěn)定直接關(guān)系到拱壩的正常運行與安全。特別是建造在復(fù)雜地基上的拱壩，對壩肩巖體局部地質(zhì)缺陷的忽視很有可能引

2、起拱壩的失穩(wěn)破壞，對大壩的結(jié)構(gòu)安全性造成嚴重影響，是拱壩設(shè)計中較為關(guān)注的問題之一。
　　 本文結(jié)合實際工程，以某混凝土拱壩和地形整體為研究對象。首先研究ANSYS中三維非線性有限元分析方法在混凝土拱壩穩(wěn)定分析中的應(yīng)用；研究拱壩非線性分析中的材料和接觸非線性理論、方法和實施技術(shù)。其次建立拱壩整體有限元模型，對壩體在不同工況下進行三維非線性有限元應(yīng)力、位移及開裂計算分析。接著采用超載系數(shù)法、強度儲備系數(shù)法和綜合系數(shù)法等從不同角度分析

3、壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，最后采用平面分層穩(wěn)定分析法對數(shù)值計算法進行對比校核。
　　 通過非線性有限元計算分析得出，拱壩整體應(yīng)力滿足設(shè)計規(guī)范規(guī)定的應(yīng)力控制標準。對拱壩進行超載系數(shù)法計算，在不同超載荷載作用下其裂縫發(fā)展規(guī)律基本一致，首先沿壩基面在壩高方向發(fā)展，同時壩踵區(qū)的裂縫沿壩體壩厚方向擴展，最終趨于穩(wěn)定。溫降荷載對壩肩頂部裂縫分布有一定的負作用，但拱壩受到超載作用后能抵消部分溫度荷載的作用，壩肩裂縫逐漸消失。隨著強度儲備系數(shù)的增大，拱