水压和变形下嵌缝材料设计及黏接层破坏机理研究

作     者：李炳奇 张宇弛 李泽阳 刘小楠 LI Bingqi;ZHANG Yuchi;LI Zeyang;LIU Xiaonan

作者机构：中国水利水电科学研究院结构材料研究所 曼彻斯特大学数学系 北京化工大学理学院 

出 版 物：《水利学报》 (Journal of Hydraulic Engineering)

年 卷 期：2017年第48卷第7期

页      面：858-865,873页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 081503[工学-水工结构工程] 

基　　金：水利部公益性行业专项经费项目(201501036) 

主　　题：内聚力模型 界面剥离 背水压 有限元 伸缩缝 嵌缝材料 破坏机理 

摘      要：水工建筑物伸缩缝的破坏及渗漏问题会直接影响水工结构自身的安全稳定。本文基于南水北调穿黄隧洞工程实际背景,引入基于内聚力(Cohesive Zone Model)单元界面破坏有限元模型,进行了伸缩缝嵌缝材料在背水压作用下的仿真分析,并将其结果与室内压水试验的应变-荷载数据进行对比,给出了适合于聚脲基复合防渗体系嵌缝内聚力单元的断裂能。同时,分析计算了伸缩缝宽度及嵌缝深度对结构抵抗水压能力的影响,证明所取参数的正确性。进一步分析了伸缩缝变形和水压力作用条件下的仿真结果,给出了伸缩缝变形、伸缩缝宽度、嵌缝深度及承载能力之间的关系。本文结果可为伸缩缝的结构设计提供指导。