基于三维弹塑性随机有限元的可靠度计算

本文给出了基于增量理论的三维弹塑性随机有限元及可靠度计算公式，并针非线性有限元的子增量变Ｋｐ迭代法推导出相应的有限元迭代格式和加速收敛公式，为反映荷载分级的随机性，本文提出了水压荷载随机分级的双参数法，利用弹塑性随机有限元计算可靠度时，提出了应主空间表征法高效地计算出“塑性单元”的可靠指标，文末对某一大型碾压混凝土重力坝进行计算，结果表明了本文理论方法的重要性和实用性。     

碾压混凝土拱坝施工期温度场研究

用瞬态热传导有限元分析方法,研究碾压混凝土拱坝施工期的瞬态温度场。并对沙牌碾压混凝土拱坝按给定的施工条件进行计算,得到了整个施工过程中温度场的时间和空间分布规律,为控制温度应力提供了依据。     

钢筋混凝土非线性随机有限元及可靠度研究

该文把以概率统计理论为基础的一般随机分析方法推广到钢筋混凝土非线性有限元方法中，推导了基于混合法的非线性随机有限元迭代格式，在综合考虑茶载，材料性质等多种不定性因素的基础上，进一步导出了钢筋混凝土平面问题非线性随机有限元基本公式及可靠度计算方法，算例验证了本文理论，方法及程序的正确性。     

混凝土拱坝线性开裂随机分析与非线性强度分析

将拱坝坝体与地基当作一个藉连的体系，建立三维线弹性与非线弹性力学模型，引入随机变量，对该模型进行随机分析。结合某双曲混凝土拱坝的算例，给出了拱坝开裂单元的位置和开裂顺序，指出单元进一步开裂的可能性很小，坝踵处4单元开裂后，将使坝体应力状态得到改善，故在坝踵部位设置底缝等工程措施十分必要。算例还表明，在对拱坝进行应力分析时，可用线弹性开裂分析的应力结果代替非线弹性的分析。     

某混凝土拱坝三维非线性有限元分析

拱坝结构中混凝土处于多维受力状态,由于混凝土早期裂缝、内部缺陷、材料非线性等因素,必然导致混凝土结构的非线性反映。文中应用多轴强度准则,对某拱坝进行三维非线性有限元仿真分析,得出其应力位移规律、极限承载力,为该拱坝的设计提供了参考。     

基于随机有限元方法的拱坝可靠性分析

在不影响计算精度的前提下，经过大量敏感性分析，结构的弹性模量和泊松比与其它荷载和抗力的随机变量相比较，其敏感性很小，可不作随机变量分析。这样，可使得计算时间以及计算的复杂性大大降低，从而使随机有限元方法能够便利的应用于水工结构的可靠性分析中。对于可靠性分析，本文采用将随机有限元方法与可靠度计算方法分别计算，再循环迭代，并采用荷载列阵判别式。使计算精度有较大提高，并可相应的控制计算时间。     

基于Neumann展开随机有限元的混凝土重力坝结构可靠度分析

针对混凝土重力坝等大体积混凝土结构中,受原材料、混凝土拌合过程以及浇筑施工影响而产生的材料特性空间分布的随机性问题,采用平稳随机场局部平均法离散理论,推导了基于Neumann展开随机有限元的重力坝结构随机响应计算公式,提出了重力坝可靠度计算方法,并开发了相应Matlab计算程序。通过悬臂梁算例对该方法进行验证,并运用该方法研究了随机场离散单元尺寸及相关偏度对结构可靠度的影响,进而计算了典型重力坝坝踵抗拉可靠度。结果表明,相关偏度取值对大坝的可靠度影响显著,可靠度随相关偏度的减小而增大,仅将坝体弹性模量视为单一随机变量时所得可靠度较实际值低;随机场离散单元尺寸应依据相关偏度确定且不宜过大,建议取值不大于相关偏度的1/10～1/8。     

复合形法在拱坝结构可靠度分析中的应用

根据Hasofer-Lind的定义，将复杂的拱坝可靠性指标计算问题转化为数学上的优化问题，并用复合形法求解，从而避免了复杂非线性功能函数的求导问题。将此法应用于沙牌碾压混凝土拱坝结构可行度分析，得出了沙牌拱坝坝体又诱导缝可靠性指标的分布规律。     

构皮滩拱坝可靠度的敏感性分析

从构皮滩拱坝结构的极限状态出发推导随机有限元方程,进而编制程序,通过有限元程序分别对水位、渗流、温度、构造裂隙、基岩的弹模变化等对拱坝可靠度进行计算,从而找出对该拱坝可靠度影响的敏感因素。     

用于结构可靠度分析的随机有限元法

本文在随机有限元理论和结构可靠度理论的基础上，以重力为例建立了可靠度分析计算模型，通过随机有限元可求出复杂结构的荷载效应，从而计算坝体及坝基内某点或沿某面强度及滑动稳定可靠度、根据计算模型，编制了随机有限元及可靠度计算程序，并对程度合理性进行难证，最后对实际工程进行了分析。     

混凝土拱坝坝踵张开、不对称变形性态分析

拱坝坝踵混凝土与基岩之间的结合状况,以及接触面附近基岩内裂隙的闭合状况,直接关系到拱坝渗流和结构的安全,工程实例和分析表明,宽谷拱坝坝踵比较容易出现张开现象,避免水位和温度的不利组合,对防止坝踵张开具有重要作用。拱坝切向不对称变形趋势是判断拱坝整体工作状况是否正常的重要依据,若不对称变形呈发散型增大变化,很可能坝体、坝基已遭受损坏,需引起高度重视,应结合其它监测信息综合评判,采取必要措施,防止灾害性事故发生。     

大型混凝土拱坝施工进度风险分析

运用系统仿真对大型混凝土拱坝施工进度作风险分析,通过不同施工缆机数量和布置平台构筑的多个施工方案比较,从中选出了最佳施工方案.     

小湾水电站双曲拱坝混凝土温控措施仿真计算研究

采用ANSYS维有限元温控计算程序,按照理论分析-数值仿真-经验判断的技术线路,结合小湾拱坝的实际体形和材料参数,用二维和三维的研究方法,对小湾拱坝典型拱冠坝段混凝土施工期温度场及温度应力进行全过程仿真分析计算,对影响混凝土温度应力的主要温控措施进行了敏感性分析,提出了符合小湾工程的温控防裂措施。     

大潭拱坝外掺MgO混凝土仿真计算分析

在大潭拱坝仿真计算分析基础上,对外掺MgO混凝土快速筑拱坝技术的可行性、掺量选择、掺量分区设计等进行了分析研究,结果表明,外掺MgO混凝土快速筑坝技术是可行的,但从方便施工的角度考虑,全坝宜采用一个合适均匀的掺量.     

混凝土的动力特性与拱坝的非线性地震响应

总结分析了混凝土材料的动力特性及其在大坝抗震设计中应用的发展现状及其存在的问题。应用一致黏塑性模型研究了混凝土的应变速率相关特性对结构动力响应的影响。发现动荷载作用过程应变速率变化对结构的变形、应力大小与应力分布均发生影响。最后，研究了地震作用下高拱坝应变率沿坝体的分布，计算了考虑应变速率相关特性后高拱坝地震应力的分布及其开裂情况。     

基于传递率函数与信息熵的混凝土坝裂缝损伤识别指标

混凝土坝运行过程中受到的振动激励信息一般难以精确获取,基于传递率函数理论,对混凝土坝施加一定的振动激励,通过测得的动力响应信息计算传递率函数,同时利用信息熵及互信息可以表征变量的信息特征及相关性,提出了识别和定位结构损伤的指标。这种方法不需要获得外界的激励信息,直接利用结构的响应信息提取损伤特征。混凝土重力坝的仿真和试验结果表明,在损伤程度高于3%的情况下,施加的振动激励能较好地实现损伤识别和定位,并适用于单一损伤和多损伤;根据结构特性合理优化布置测点可以实现局部损伤识别,对混凝土坝的损伤检测有较好的实际应用价值。     

碾压混凝土拱坝的发展与展望

近年来碾压混凝土拱坝在水利工程中得到了广泛应用,相应的规模也越来越大.首先简述了国内外碾压混凝土拱坝的发展概况;并以实际工程为背景,根据碾压混凝土材料、坝体分缝、坝体抗裂防渗以及施工技术等几个方面的工程实践经验,对碾压混凝土拱坝筑坝技术的最新进展进行了归纳和总结;最后从碾压混凝土材料、施工技术、拱坝的发展方向和仿真计算分析等方面探讨了碾压混凝土拱坝今后的发展趋势.通过对碾压混凝土拱坝设计、施工技术成熟经验的总结,将对碾压混凝土拱坝的建设具有指导和推动作用.     

混凝土拱坝的极限分析

采用工程结构极限分析方法，利用已有的有限元计算程序并结合数学规划方法来推求拱坝的整体安全系数。作为弹塑性求解问题的简化方法，极限分析比传统的弹塑性增量计算效率更高、更实用。提出了适用于三维混凝土高拱坝结构极限下限分析的有限元数学规划算法。针对数学规划格式中未知变量过多的难点，采用有限元弹塑性增量计算中同一增量步上不同迭代步之间的应力差来构造缩减的自平衡应力场。采用序列二次规划算法直接求解下限分析的非线性规划问题，避免了线性化屈服条件造成的计算规模的大幅度增加。算例表明，提出的方法切实可行而且效率更高。     

混凝土拱坝坝肩抗滑稳定三维非线性有限元分析

拱坝坝肩的稳定是保障拱坝安全的关键因素之一。目前,拱坝坝肩稳定分析多采用刚体极限平衡法,该法不能考虑岩体的弹塑性变形,也不能模拟岩体构造的复杂性,所以就不能很好地反映坝肩岩体的破坏机理以及坝体与基岩的整体作用效果。从材料的弹塑性理论出发,应用三维非线性有限元法对坝体和坝肩岩体抗滑稳定进行分析。通过对具体工程模型的计算分析,分别以荷载突变和材料强度逐渐降低两种方式对坝肩岩体抗滑安全稳定给予评价。工程分析成果表明:非线性有限元法是进行拱坝及坝肩稳定分析的一种有效方法,能充分反映大坝与坝基岩体的共同作用效应。