SSOR-PCG方法在高拱坝整体大规模弹塑性有限元分析中的应用

我国目前设计和在建高拱坝地质情况复杂，因此需要对高拱坝进行专门研究，高拱坝整体行大规模弹塑性有限元分析是其方法之一。本文在岩土材料常用的D-P准则本构积分特性的基础上，利用其不用形成弹塑性刚度矩阵的特点，将对称超松弛预处理共轭梯度法(SSOR-PCG)应用于高拱坝整体大规模弹塑性分析。两个数值实例验证了SSOR-PCG方法用于弹塑性有限元计算的正确性和可行性。工程实例表明SSOR-PCG方法适宜应用于在个人计算机上对高拱坝整体大规模弹塑性有限元分析，满足计算速度和计算规模的要求。     

高碾压混凝土拱坝超载的有限元分析

结合沙牌碾压混凝土拱坝，用三维非线性有限元对拱坝的水压力超载过程进行仿真分析，研究坝体的破坏机理。计算结果表明，碾压混凝土拱坝的超载破坏方式是最初形成周边裂缝，进而在层面延伸，直至完全破坏；层面施工质量和施工工艺对拱坝的安全度有重要的意义。     

有限元超载法在坝基抗滑稳定分析中的应用

某碾压混凝土重力坝坝基内存在泥化夹层和软弱夹层,对坝基稳定不利,为此拟采用不同密度的锚杆对坝基进行加固。应用非线性有限元超载法对该坝4号坝段在不同工况下的坝基深层抗滑稳定性进行了数值分析,得到了坝基在加固前后的渐进性破坏过程。以坝踵拉剪塑性区与泥化夹层贯通作为坝体抗滑失效标准,确定了各工况下的坝基超载安全系数,进而根据稳定性及经济性要求选择了最佳加固方案。     

有限元等效应力法在拱坝设计中的应用

有限元等效应力法是拱坝设计规范新规定的两种强度校核方法之一，也是规范新规定的拱坝强度设计标准。文章是基于大型有限元软件ANSYS7．1，对块泽河电站拱坝进行有限元分析及其等效应力的计算，并按规范新规定的强度标准进行校核。为结合实例介绍有限元等效应力法在拱坝设计中的运用实例。     

有限元方法在拱坝稳定分析中的应用

结合有限元方法的计算特点,根据有限元计算结果中坝体的位移突变及塑性区发展来判断拱坝的稳定性,并与刚体极限平衡法稳定分析结果进行了比较。结果表明:有限元法稳定分析结果与刚体极限平衡法一致,有限元法能够克服刚体极限平衡法的缺陷,模拟坝体混凝土和岩体的非线性本构关系,并将坝体和基岩作为整体模型进行计算分析,从而能真实反映拱坝坝肩岩体的失稳机理和破坏过程,为评价拱坝坝肩的稳定性提供依据。     

对称超松弛预处理共轭梯度法在高拱坝整体大规模弹塑性有限元分析中的应用

本文在岩土材料常用的DP准则本构积分特性的基础上,利用其数值分析时不用形成弹塑性刚度矩阵的特点,将对称超松弛预处理共轭梯度法(SSORPCG)应用于高拱坝整体大规模弹塑性分析。两个数值实例验证了SSORPCG方法用于弹塑性有限元计算的正确性和可行性。实际应用表明,该方法在内存10GBytes的个人计算机上可以实现达1百万个计算自由度的三维高拱坝整体大规模弹塑性有限元分析。与直接方法相比,无论在计算规模还是计算速度,预处理共轭梯度法更适宜于大规模弹塑性有限元分析。     

双曲拱坝整体结构模型超载试验研究

本文通过某双曲拱坝物理模型试验,研究了双曲拱坝的超载系数.依据量测的试验数据和有限元计算,分析了双曲拱坝在各种正常荷载组合作用下,弹性状态的应力和位移.着重探讨了双曲拱坝的超载能力和破坏机理,描述了超载状态下双曲拱坝的破坏过程,为拱坝设计和拱坝CAD研究开发提供了参考依据.     

白莲崖拱坝整体三维静动力有限元分析

本文采用三维有限元方法,对白莲崖拱坝进行了整体空间应力应变分析;建立了拱坝整体动力分析模型,利用ANSYS提供的用户子程序,成功地开发了4节点单自由度质量单元,较好地模拟了动水压力与大坝的相互作用,完成了拱坝整体动力特性分析,并采用振型分解反应谱法对结构进行抗震计算分析。文章将地震作用下的动力反应与相应的静力工况计算结果进行了叠加,评价了结构的整体抗震性能。     

大岗山拱坝整体有限元三维仿真

利用三维有限元仿真,模拟大岗山拱坝基础的各项加固处理措施,计算基础处理前后坝体的位移和应力,分析了坝体位移和应力的分布规律和基础处理效果;并将有限元仿真和传统的拱梁分载法计算结果进行了对比分析,论证了结论的合理性。     

有限元等效应力在拱坝应力设计中的应用

有限元等效应力是拱坝设计规范规定的两种强度校核方法之一,也是规范规定的拱坝强度设计标准,本文介绍了其发展情况、基本理论和计算方法,并结合工程实例介绍有限元等效应力在拱坝设计中的运用,按规范规定的强度标准进行校核,计算结果合理有效,同时与其他计算方法进行了比较分析,揭示了拱坝等效应力计算研究对工程的意义,得出有益结论,为拱坝结构计算研究提供参考。     

自莲崖拱坝整体三维静动力有限元分析

本文采用三维有限元方法,对白莲崖拱坝进行了整体空间应力应变分析;建立了拱坝整体动力分析模型,利用ANSYS提供的用户子程序,成功地开发了4节点单自由度质量单元,较好地模拟了动水压力与大坝的相互作用,完成了拱坝整体动力特性分析,并采用振型分解反应谱法对结构进行抗震计算分析.文章将地震作用下的动力反应与相应的静力工况计算结果进行了叠加,评价了结构的整体抗震性能.     

拱梁分载法在拱坝应力分析中的应用

混凝土砌石拱坝运行多年之后,会发生大坝材料老化、渗漏等情况,在安全评价过程中,需根据具体坝体材料老化程度重新进行稳定性分析。拱坝属于超静定结构,影响拱坝应力计算的因素较多,坝体和基岩材料强度、温度作用、扬压力作用、荷载组合、坝肩岩石情况等诸多因素,都会对稳定计算结果有显著的影响。文章以混凝土砌石拱坝安全评价中的稳定性分析为例,探讨了拱梁分载法在混凝土砌石拱坝中的计算以及各参数的选取。     

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。     

薄层单元在溪洛渡拱坝有限元计算中的应用

介绍了在溪洛渡拱坝有限元计算中,坝体近坝基部位薄层单元的应用。分析研究了薄层单元厚度、沿坝体厚度方向划分单元层数对于坝体应力的影响,并得出溪洛渡拱坝有限元计算网格划分的原则。根据此原则进行溪洛渡拱坝有限元网格剖分和计算。计算结果表明,坝体近建基面部位划分薄层单元,较大程度地改善了坝体角缘部位的应力,得到了比较稳定的有限元数值解。     

有限元应力确定性模型在里石门拱坝中的应用

鉴于里石门拱坝的应变计监测数据误差较大,无法建立合理的应力统计模型。通过有限元分析,基于水平位移统计模型分离出来的水压分量位移,反演出大坝溢流坝段和非溢流坝段的弹性模量,并根据反演后的弹性模量计算不同水位和温度下的坝体变形及应力,建立大坝的应力确定性模型,取得了较好的成果。     

牛头山双曲拱坝整体稳定三维非线性有限元仿真分析

牛头山水电站双曲拱坝设计坝高108m,其坝址河谷呈V形,有良好的建坝条件,但基础左坝肩、右坝肩均存在断层和深部裂隙等地质缺陷,成为工程的隐患。本文利用三维非线性有限元法对坝体及基础进行数值模拟分析,考虑各种地质缺陷及其组合对坝体及基础应力位移的影响,找到最不利的因素,并利用超载分析寻求大坝的极限荷载和破坏机理,为如何对牛头山双曲拱坝左、右坝肩基础进行处理提供可靠根据。     

基于等效应力法的混凝土拱坝有限元分析

有限元法分析拱坝应力时,等效应力计算按等效后坝体的主拉、压应力作为控制指标。本文基于拱坝等效应力计算原理,对照应力控制标准,结合工程实例建立三维有限元模型,计算该拱坝不同荷载作用下坝体上、下游面的等效应力,分析其应力控制标准的适宜性,结论可为高拱坝的等效应力研究提供一定的指导价值。     

子模型法在拱坝泄水底孔应力分析中的应用

应用有限元子模型法对某工程高水头薄拱坝泄水底孔进行了三维有限元计算,分析了底孔有压段的孔口应力及上、下游悬臂结构的应力状态。结果表明上游悬臂和坝体交接处底孔侧壁部位顺水流向拉应力较大,而传统的平面有限元法计算拱坝泄水孔口的应力时,认为顺水流向的应力比较小;又通过多方案的计算,对不同模型计算结果的差异进行了分析。相对于传统计算方法,用子模型法对高水头薄拱坝泄水孔口进行有限元分析,可以大大降低计算工作量,减少计算所花费的时间,并有利于提高计算的精度。更多还原