高拱坝关键区域局部破损分析
[Abstract]:As a kind of complex concrete structure, high arch dam, dam heel, dam toe and fault dislocation zone within foundation are all areas where failure may occur, and many failure regions may exist simultaneously. Structural instability is a kind of behavior from local failure to global instability. This problem involves two aspects, that is, how to determine the location of local failure and how the local failure develops. The main results of this paper are as follows: (1) A method for analyzing the failure modes of high arch dams is proposed. This method combines deformation reinforcement theory with submodel method. Firstly, the key areas which affect the stability of high arch dams are determined by the deformation reinforcement theory, and the local damage modes are analyzed in detail by submodels of these key areas. The method is applied to the numerical simulation of Baihetan high arch dam. The overall stability analysis of Baihetan arch dam, the analysis of unbalanced force in dam heel area and the stability analysis of fault in bedrock are carried out. On the basis of this, the location of failure of arch dam heel and foundation is determined, and the submodel of dam heel and bedrock fault is divided. The detailed failure mode is discussed. (2) the crack cracking simulation method based on lattice model and finite element coupling is developed. The finite element mesh can be automatically transformed into a lattice model, which makes use of the high efficiency of the finite element method in the conventional calculation and the convenience of the lattice model in dealing with the cracking area. In the initial calculation model, the crack region can not be specified, and the crack part is the area where the finite element calculation stress exceeds the tensile strength of the material. The crack and crack propagation of the structure can be simulated by transforming the region into a lattice model and corresponding treatment. At the same time, this method is used to simulate the equivalent elastic modulus of multi-fissure body. (3) the anchoring effect of anchor cable on slope is analyzed. The anchoring effect of Anchorage cable is divided into two parts: prestressing force and anti-deformation ability. The ability to resist deformation is realized by adding the stiffness of anchor cable (rod) to the whole stiffness matrix. The variation of plastic complementary energy, unbalance force and slope surface deformation with overload ratio is obtained by calculating the strength of a slope model. Compared with each other, the plastic residual energy is sensitive to whether the slope is anchored or not, followed by the unbalanced force. However, the surface deformation of the slope is insensitive to whether the slope is anchored or not. (4) the stability of the critical point of elastic-plastic material is discussed on the basis of thermodynamics described by internal variables. The behavior of the material near the critical point is only related to the geometric structure of the free energy function of the material itself. At the same time, the Drucker and Ilyushin postulates are discussed on the basis of thermodynamics, and the unified expression of the two postulates in the definition of thermodynamics is obtained.
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TV642.4
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,本文编号:2424156
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