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水力发电学报 2007年第4期26卷 91-95页

作者：赵兰浩李同春牛志伟河海大学水利水电工程学院南京210098

本文针对有横缝高拱坝的非线性动摩擦接触问题,提出一种新的动接触算法——有限元混合法。该方法根据接触问题局部非线性的特点,将作用在接触体上的力系分解为外力和接触界面上的接触力,以接触体的位移为基本未知量,而以接触区域局部坐... 详细信息

本文针对有横缝高拱坝的非线性动摩擦接触问题,提出一种新的动接触算法——有限元混合法。该方法根据接触问题局部非线性的特点,将作用在接触体上的力系分解为外力和接触界面上的接触力,以接触体的位移为基本未知量,而以接触区域局部坐标系下的结点接触力为迭代变量,将非线性接触迭代收缩在可能接触面上进行,把复杂的摩擦接触非线性反映在接触力的变化上,使得迭代计算变得简单易行,并且当考虑坝体中有多条横缝的情况,可以保持关于接触力的柔度矩阵的带状性和稀疏性,大大提高了计算效率。文中首先给出了有横缝高拱坝的非线性动摩擦接触问题的力学模型,推导得出了相应的有限元柔度方程,然后详细给出了迭代求解的步骤。最后,用本文方法对地震作用下某高拱坝横缝的张开与闭合过程进行了算例分析。

关键词：水工结构动接触模型有限元混合法高拱坝横缝

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多缝拱坝动接触模型的应力计算

多缝拱坝动接触模型的应力计算

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中国土木工程学会计算机应用分会第七届年会

作者：李南生关炯周晶大连理工大学土木工程系大连理工大学土木工程系大连理工大学土木工程系

本文基于接触力学和有限元原理,建立多缝拱坝在地震作用下的结构应力计算方法,同时改进非线性接触问题数值计算的收敛性和精度。拱坝分缝在忽略其缝间充填材料的抗拉强度的情况下,从物理机制上说应该是一个可张合的摩擦接触面。多缝拱... 详细信息

本文基于接触力学和有限元原理,建立多缝拱坝在地震作用下的结构应力计算方法,同时改进非线性接触问题数值计算的收敛性和精度。拱坝分缝在忽略其缝间充填材料的抗拉强度的情况下,从物理机制上说应该是一个可张合的摩擦接触面。多缝拱坝结构的地震动非线性应力计算数值方法的收敛性较单缝问题更为突出,也是目前拱坝应力计算中尚未得到很好解决的问题之一。本文给出的动接触问题显式积分格式的罚函数方法的收敛性在理论上是有保证的,它与分缝拱坝的结构形式没有直接关系。

关键词：多缝拱坝动接触模型应力计算

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间断式横缝设计及其对大坝地震响应的影响

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水力发电学报 2010年第5期29卷 58-63页

作者：洪永文杜成斌陈灯红河海大学工程力学系南京210098 中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院昆明650051

介绍强震区高碾压混凝土重力坝横缝的创新性设计及其对大坝地震响应的影响。为提高大坝的整体稳定性,对坝体每一碾压浇筑层,横缝的切缝深度仅切割2/3浇筑层厚度,并在切缝中填充无纺布,使横缝具有弱连接诱导缝的性质,达到既能满足温控要... 详细信息

介绍强震区高碾压混凝土重力坝横缝的创新性设计及其对大坝地震响应的影响。为提高大坝的整体稳定性,对坝体每一碾压浇筑层,横缝的切缝深度仅切割2/3浇筑层厚度,并在切缝中填充无纺布,使横缝具有弱连接诱导缝的性质,达到既能满足温控要求,又可增强大坝的整体性。开发了反映横缝法向开合非线性和径向滑移动接触模型,采用非线性指数型动接触本构模型模拟了横缝的张开、闭合的非线性力学行为,运用摩尔库伦定律模拟了横缝的切向非线性特性。对在建的金安桥碾压混凝土重力坝3条横缝、10条横缝的情形分别进行了地震响应分析。结果表明,间断式横缝有效地提高了大坝的整体性,大坝横河向位移响应明显减小;金安桥大坝靠左右岸坝段的横缝的张开度明显大于中间坝段横缝的开度值,相应的张开-闭合频率也远高于中间坝段的横缝。所提设计方案已用于实际工程,实践表明具有较好的效果,可推广用于类似碾压混凝土大坝的施工设计。

关键词：水工结构横缝设计动力分析碾压混凝土重力坝动接触模型高地震烈度区

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Nam Ngum5水电站分缝重力拱坝地震响应分析

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河海大学学报（自然科学版） 2010年第3期38卷 308-312页

作者：江守燕杜成斌陈灯红河海大学力学与材料学院江苏南京210098

针对老挝在建的Nam Ngum5水电站重力拱坝,利用基于ABAQUS平台的非线性指数型动接触模型和混凝土塑性损伤本构模型,研究了该重力拱坝在地震荷载作用下横缝的张开、闭合和滑移的非线性动力特性以及坝体的动力响应.计算结果表明:横缝张开... 详细信息

针对老挝在建的Nam Ngum5水电站重力拱坝,利用基于ABAQUS平台的非线性指数型动接触模型和混凝土塑性损伤本构模型,研究了该重力拱坝在地震荷载作用下横缝的张开、闭合和滑移的非线性动力特性以及坝体的动力响应.计算结果表明:横缝张开使得大坝的坝踵主拉应力大幅增加至3.0MPa;考虑诱导短缝时,坝体整体性下降,刚度减弱,坝顶顺河向动位移响应有一定幅度的提高,同时横缝的开度也有所增加,但诱导短缝对坝体应力的影响较小;大坝能承受的最大峰值加速度为0.40g,大坝可能的破坏模式为从横缝底端与岸坡交界面处起裂,损伤部位逐渐向坝踵以及左岸坝肩、右岸坝肩延伸.

关键词：重力拱坝横缝诱导短缝动接触模型破坏模式 Nam Ngum5水电站

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混凝土坝接触面的数值模拟研究

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中国农村水利水电 2008年第12期 92-95页

作者：闫毅志张燎军魏述和杨具瑞河海大学水利水电学院南京210098 昆明理工大学电力工程学院昆明650051

针对混凝土坝的接触问题,建立了三维摩擦接触非线性动接触模型。根据接触面上的非线性特点,把力系分为外荷载和接触面上的接触力,通过假设接触状态,把接触力作为迭代变量,求解满足接触条件和动平衡条件的接触力。首先给出了接触面单元... 详细信息

针对混凝土坝的接触问题,建立了三维摩擦接触非线性动接触模型。根据接触面上的非线性特点,把力系分为外荷载和接触面上的接触力,通过假设接触状态,把接触力作为迭代变量,求解满足接触条件和动平衡条件的接触力。首先给出了接触面单元的应力计算公式,推导了非线性动力接触方程,详细说明求解的步骤和迭代的过程。通过例子验证该模型能够模拟混凝土坝接触面的张开、闭合和滑移,实例分析表明,采用该模型有稳定的收敛性和足够精度。

关键词：张合状况接触面单元动接触模型接触力

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