基于能量耗散碾压混凝土重力坝地震损伤分析 被引量：24

1

作者 范书立 陈明阳 +1 位作者 陈健云 柴换成 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期271-275,共5页

采用塑性损伤力学对混凝土重力坝进行非线性动力分析,通过研究塑性损伤本构中滞回曲线的特点以及地震中重力坝裂缝发展特征和结构能量耗散机理,建立了包含能量特性的大坝整体损伤评价指标。通过分析发现强震作用下坝体上部的损伤是结构... 采用塑性损伤力学对混凝土重力坝进行非线性动力分析,通过研究塑性损伤本构中滞回曲线的特点以及地震中重力坝裂缝发展特征和结构能量耗散机理,建立了包含能量特性的大坝整体损伤评价指标。通过分析发现强震作用下坝体上部的损伤是结构的主要损伤,地震中的能量以结构阻尼耗散能量为主,混凝土损伤和塑性耗散的能量所占比例不大,但与裂缝的发展有直接关系。提出的大坝整体损伤指标可以综合的反应结构的整体损伤程度,以此对结构进行抗震设计,可以提高结构的抗震性能。 展开更多

关键词 重力坝 地震分析 塑性损伤 能量耗散 损伤评价

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渗透压力对重力坝有限元分析的影响研究 被引量：11

2

作者 范书立 陈健云 林皋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期575-580,共6页

针对有限元分析重力坝的应力和抗滑稳定性时,如何正确模拟作用在建基面上的扬压力的问题,通过对有限元法中不同扬压力施加方式对计算结果影响的分析比较,探讨了各自的适用性。采用平面渗流理论,分析了渗透压力对坝体变形、应力分布及抗... 针对有限元分析重力坝的应力和抗滑稳定性时,如何正确模拟作用在建基面上的扬压力的问题,通过对有限元法中不同扬压力施加方式对计算结果影响的分析比较,探讨了各自的适用性。采用平面渗流理论,分析了渗透压力对坝体变形、应力分布及抗滑稳定的影响。数值计算结果表明:坝体内渗流场形成后,将扬压力以面力的形式施加在建基面上的方法是不可取的;采用浮重度的方式模拟扬压力的作用,得出结果的可以近似地满足工程精度要求。计算结果还表明,防渗帷幕和排水孔对重力坝的应力、抗滑稳定具有较大的影响。 展开更多

关键词 重力坝 渗透压力 扬压力 有限元 稳定分析

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波浪荷载作用下斜向抗拔桩的承载特性分析 被引量：9

3

作者 范书立 陈健云 张俊清 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期301-306,共6页

针对浮式海洋结构采用的桩基础,考虑土的循环软化效应,将软土的循环强度与Mohr-Coulomb屈服准则相结合,基于拟静力弹塑性分析建立了循环波浪载荷作用下斜向抗拔桩循环承载性能的计算模型,确定了斜向上载荷作用下抗拔桩的循环承载力,并... 针对浮式海洋结构采用的桩基础,考虑土的循环软化效应,将软土的循环强度与Mohr-Coulomb屈服准则相结合,基于拟静力弹塑性分析建立了循环波浪载荷作用下斜向抗拔桩循环承载性能的计算模型,确定了斜向上载荷作用下抗拔桩的循环承载力,并与单调加载作用下的斜向抗拔桩的极限承载力进行了对比,进一步探讨了桩长、桩径、桩体模量及载荷循环次数等因素对斜向抗拔桩循环承载力的影响。研究结果表明:循环波浪荷载的作用导致了斜向抗拔桩土体循环强度的分布不均匀,从而降低了地基的循环承载力。斜向抗拔桩的动态极限承载力随循环次数的增加而降低,随桩长、桩径及桩体模量的增大而增大。 展开更多

关键词 海洋工程 波浪循环荷载 循环强度 循环承载力 桩基础

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水电站进水塔不同抗震验算方法对比分析 被引量：6

4

作者 范书立 陈健云 +1 位作者 陈明阳 彭玮 《人民长江》 北大核心 2011年第17期51-54,共4页

为了对西南地震高烈度区的水工建筑物进行抗震验算,分别采用拟静法和振型分解反应谱法对雅砻江官地水电站进水塔结构进行抗震分析。分析了两种方法下地震惯性力和动水压力计算的差异,并分别对进水塔进行了抗滑与抗倾覆稳定性验算。结果... 为了对西南地震高烈度区的水工建筑物进行抗震验算,分别采用拟静法和振型分解反应谱法对雅砻江官地水电站进水塔结构进行抗震分析。分析了两种方法下地震惯性力和动水压力计算的差异,并分别对进水塔进行了抗滑与抗倾覆稳定性验算。结果表明,两种方法计算得到的安全系数均符合规范要求,两者抗滑稳定系数相差不大,而抗倾覆稳定系数相差较大,用振型分解法计算抗倾覆稳定性更加保守。 展开更多

关键词 抗震分析 振型分解法 拟静力法 抗倾覆稳定 抗滑稳定 进水塔

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新旧抗震规范下重力坝抗震安全性能分析 被引量：4

5

作者 范书立 赵绍宇 +1 位作者 陈健云 童伟 《人民长江》 北大核心 2017年第1期54-59,共6页

结合新修订的《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB35047-2015)与原来的《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000),采用振型分解反应谱法分析了新旧规范下重力坝地震动应力、动位移与动加速度的分布规律。研究结果表明:与采用原规范... 结合新修订的《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB35047-2015)与原来的《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-2000),采用振型分解反应谱法分析了新旧规范下重力坝地震动应力、动位移与动加速度的分布规律。研究结果表明:与采用原规范计算得到的结果相比,采用修订规范后,各坝型基频对应的反应谱放大系数增大,计算出的坝顶动位移有所增大,而坝顶动加速度反应却呈现降低趋势;建基面部位地震动应力反应有所增大;坝头部位的地震动应力反应有所降低;坝头部位以下的上、下游坝面地震动应力有所增大。结论为工程设计人员利用新抗震规范对重力坝进行抗震安全性评价提供了参考。 展开更多

关键词 抗震设计规范 反应谱法 动力反应 重力坝

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阿海水电站厂房坝段地震破坏试验研究 被引量：3

6

作者 范书立 陈健云 张斌 《人民长江》 北大核心 2010年第2期13-17,共5页

采用和混凝土力学性能相似的仿真混凝土材料,结合振动台试验技术,对模型进行合理设计。采用逐级加载方法,研究阿海碾压混凝土重力坝厂房坝段在地震荷载作用下的动力破坏发展过程及地震破坏形态。试验结果表明:引水管和坝体相交的坝头部... 采用和混凝土力学性能相似的仿真混凝土材料,结合振动台试验技术,对模型进行合理设计。采用逐级加载方法,研究阿海碾压混凝土重力坝厂房坝段在地震荷载作用下的动力破坏发展过程及地震破坏形态。试验结果表明:引水管和坝体相交的坝头部位是厂房坝段的抗震薄弱部位;大坝开裂后坝体的整体刚度迅速下降,可以结合坝体基频、残余应变的变化以及对坝体表面宏观裂缝的观察,综合分析大坝的损伤破坏过程。试验结果为工程设计人员进行大坝抗震设计提供了参考。 展开更多

关键词 水工结构 振动台 动力模型试验 仿真混凝土 破坏机理 阿海水电站

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碾压混凝土重力坝动力模型破坏试验研究 被引量：3

7

作者 范书立 陈健云 《水力发电》 北大核心 2009年第5期33-35,共3页

采用仿真混凝土材料研究碾压混凝土重力坝不同坝段模型在地震荷载作用下的破坏特征。通过施加不同的地震波,研究各种坝段的动力特性,并在此基础上进行了大坝的超载破坏试验,分析研究了重力坝各坝段的极限承载力和变形破坏机理,对比评价... 采用仿真混凝土材料研究碾压混凝土重力坝不同坝段模型在地震荷载作用下的破坏特征。通过施加不同的地震波,研究各种坝段的动力特性,并在此基础上进行了大坝的超载破坏试验,分析研究了重力坝各坝段的极限承载力和变形破坏机理,对比评价各坝段的抗震性能。试验结果表明,各坝段均首先在坝头部位发生开裂损伤,随着输入地震动加速度的逐级增加,不同坝段出现破坏的部位和破坏程度有所变化。试验结果为工程设计和全面定量评价重力坝各坝段的抗震性能提供重要依据。 展开更多

关键词 水工结构 振动台 动力模型试验 仿真混凝土 破坏机理

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基于响应面法的拱坝地震易损性分析 被引量：1

8

作者 范书立 田硕 陈健云 《人民长江》 北大核心 2019年第7期160-164,共5页

基于响应面法建立了一种高效的拱坝地震易损性分析方法。考虑混凝土拱坝材料以及地震动的不确定性,按照中心复合试验设计方法建立材料-地震动样本,采用Abaqus有限元分析软件建立拱坝有限元模型并对样本进行非线性动力时程计算,然后以拱... 基于响应面法建立了一种高效的拱坝地震易损性分析方法。考虑混凝土拱坝材料以及地震动的不确定性,按照中心复合试验设计方法建立材料-地震动样本,采用Abaqus有限元分析软件建立拱坝有限元模型并对样本进行非线性动力时程计算,然后以拱冠位移为性能指标建立响应面模型。采用拉丁超立方抽样法从响应面模型中抽样,建立概率地震需求模型,从而获得地震易损性曲线,为基于性能的拱坝抗震安全评价提供理论依据。分析结果表明:所建立的拱坝响应面模型精度较高,基于响应面法的拱坝地震易损性分析方法比传统的蒙特卡罗模拟法具有更高的效率。 展开更多

关键词 地震易损性 拱坝 响应面法 不确定性 性能指标

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横缝灌浆高度对重力坝地震反应影响的研究

9

作者 范书立 陈健云 涂祝明 《水力发电》 北大核心 2007年第3期37-39,51,共4页

采用动力时程分析法计算了龙开口碾压混凝土重力坝挡水坝段在不同横缝灌浆高度下的动力反应,通过对12种计算工况的地震反应分析,得出了以下结论:随灌浆高度的增加,坝体由横河向振动变为顺河向振动;灌浆达到一定高度时,坝体的基频不再变... 采用动力时程分析法计算了龙开口碾压混凝土重力坝挡水坝段在不同横缝灌浆高度下的动力反应,通过对12种计算工况的地震反应分析,得出了以下结论:随灌浆高度的增加,坝体由横河向振动变为顺河向振动;灌浆达到一定高度时,坝体的基频不再变化;灌浆高度对坝体下部的动力反应影响较大,对上部影响较小;坝踵应力受坝体基频影响较大等,为设计者提供了参考依据。 展开更多

关键词 横缝 灌浆 重力坝 无质量地基 地震

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裂纹面受荷载作用的应力强度因子的计算 被引量：8

10

作者 刘钧玉 林皋 +2 位作者 范书立 杜建国 胡志强 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期621-626,共6页

基于比例边界有限元法计算了裂纹面有荷载作用情况下裂纹尖端的应力强度因子,给出了有限介质裂纹面作用荷载的比例边界有限元方程的基本求解过程。对于随径向坐标任意变化的一类面荷载的积分能够显式计算,不需要引入额外的近似;并将计... 基于比例边界有限元法计算了裂纹面有荷载作用情况下裂纹尖端的应力强度因子,给出了有限介质裂纹面作用荷载的比例边界有限元方程的基本求解过程。对于随径向坐标任意变化的一类面荷载的积分能够显式计算,不需要引入额外的近似;并将计算结果与解析解和数值结果进行对比,结果表明比例边界有限元法在计算裂纹面作用荷载时的应力强度因子是有效且精确的。此外,该方法可方便地处理各向异性材料裂纹问题,本文给出了正交各向异性矩形盘裂纹面受均布荷载情况的应力强度因子。 展开更多

关键词 断裂力学 应力强度因子 裂纹面荷载 比例边界有限元法 正交各向异性材料

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基于贝叶斯理论的大坝体系可靠度计算方法 被引量：8

11

作者 徐强 陈健云 +1 位作者 李静 范书立 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期84-89,共6页

提出了大坝体系可靠度的改进计算方法.首先,通过响应面法拟合极限状态函数,进而通过JC法求出大坝单元的失效概率.然后,通过设定失效模式,以复合极限状态函数为准则,搜索出相应的失效路径;基于贝叶斯公式和Cauchy-Schwarz不等式,通过推... 提出了大坝体系可靠度的改进计算方法.首先,通过响应面法拟合极限状态函数,进而通过JC法求出大坝单元的失效概率.然后,通过设定失效模式,以复合极限状态函数为准则,搜索出相应的失效路径;基于贝叶斯公式和Cauchy-Schwarz不等式,通过推导得出大坝以某种失效模式失效时的失效概率的上限,从而得出大坝整个体系的可靠度.最后,结合规范,施加地震荷载、静水压力和动水压力进行了实例验证,并对各种荷载进行了敏感性分析.结果表明,与常规求解大坝体系可靠度方法相比,其优点为考虑了多条失效路径,使用的为其失效概率的上限,计算偏于保守. 展开更多

关键词 贝叶斯公式 CAUCHY-SCHWARZ不等式 体系可靠度 响应面法 失效路径 极限状态函数

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重力坝地震动水压力试验研究 被引量：14

12

作者 王铭明 陈健云 范书立 《水电能源科学》 北大核心 2012年第5期51-53,89,共4页

以黄登重力坝为例进行了振动台上坝体—库水系统动力模型试验,测得大坝自振频率和上游面动水压力。将试验结果与附加质量模型及基于欧拉公式的流固耦合有限元模型的计算结果相比较,发现流固耦合结果与试验结果吻合良好,而附加质量法夸... 以黄登重力坝为例进行了振动台上坝体—库水系统动力模型试验,测得大坝自振频率和上游面动水压力。将试验结果与附加质量模型及基于欧拉公式的流固耦合有限元模型的计算结果相比较,发现流固耦合结果与试验结果吻合良好,而附加质量法夸大了库水对坝体结构的动力响应。在工程中应用附加质量模型时应对其结果进行折减,并基于坝体体型、坝前水深及高阶振型等因素的分析,给出了沿坝高的动态效应分布系数的推算方法。 展开更多

关键词 振动台试验 动水压力 流固耦合 附加质量法 欧拉法

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饱和混凝土单轴拉伸动态统计损伤本构模型 被引量：10

13

作者 白卫峰 陈健云 范书立 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2009年第1期16-21,共6页

饱和混凝土中孔隙自由水的存在对材料的力学性能有显著的影响,动态工况中主要表现为自由水的粘性效应,且该效应随细观损伤引起的微裂纹密度的改变而变化。本文结合太沙基"有效应力原理",建立了饱和混凝土考虑动态应变率效应... 饱和混凝土中孔隙自由水的存在对材料的力学性能有显著的影响,动态工况中主要表现为自由水的粘性效应,且该效应随细观损伤引起的微裂纹密度的改变而变化。本文结合太沙基"有效应力原理",建立了饱和混凝土考虑动态应变率效应的单轴拉伸统计损伤模型,将材料宏观力学性能同细观损伤机理有机地结合起来,综合考虑了动态条件下惯性效应和自由水粘性效应的影响,认为材料自身的惯性效应引起材料破坏形态以及细观损伤演化过程的改变;水的粘性效应则调整了混凝土基体的受力状态。通过算例和试验结果比较,表明该模型可预测等应变率加载情况下饱和混凝土材料均匀损伤阶段的动态拉伸本构行为,形象地描述了饱和混凝土材料动态损伤演化机制。 展开更多

关键词 混凝土 损伤机理 单轴拉伸 粘性效应 应变率效应

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官地碾压混凝土重力坝抗震措施研究 被引量：3

14

作者 陈明阳 范书立 +1 位作者 陈健云 童伟 《水力发电》 北大核心 2010年第4期40-42,共3页

采用塑性损伤本构模型对官地碾压混凝土重力坝进行了地震时程有限元计算,分析了地震中重力坝裂缝发展特性,研究并提出了抗震限裂措施。通过分析发现,坝体上部的损伤程度明显大于底部,为此,提出在RⅢ区置换高标号混凝土,并在此基础上进... 采用塑性损伤本构模型对官地碾压混凝土重力坝进行了地震时程有限元计算,分析了地震中重力坝裂缝发展特性,研究并提出了抗震限裂措施。通过分析发现,坝体上部的损伤程度明显大于底部,为此,提出在RⅢ区置换高标号混凝土,并在此基础上进行配筋,有效减小了地震裂缝发生的可能性。 展开更多

关键词 碾压混凝土重力坝 塑性损伤本构模型 裂缝 材料分区 配筋 官地水电站

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坝体弹模和坝高对重力坝动力特性的影响研究 被引量：2

15

作者 童伟 韩雪娇 +1 位作者 范书立 许韬 《水力发电》 北大核心 2015年第2期36-40,44,共6页

基于有限元法,采用振型分解反应谱法研究了在中等偏硬坝基上坝体弹模和坝高对重力坝动力特性及地震响应的影响规律。通过对不同坝体弹模和高度重力坝动力响应规律对比分析得出:随着坝体刚度的增大,坝顶加速度减小,坝头部位的竖向动应力... 基于有限元法,采用振型分解反应谱法研究了在中等偏硬坝基上坝体弹模和坝高对重力坝动力特性及地震响应的影响规律。通过对不同坝体弹模和高度重力坝动力响应规律对比分析得出:随着坝体刚度的增大,坝顶加速度减小,坝头部位的竖向动应力减小;坝顶加速度响应受坝高的影响不显著,坝头部位的竖向动应力在坝高为100 m时最大。同时通过对牙根二级水电站不同高度挡水坝段进行动力分析,论证了上述结论 。 展开更多

关键词 重力坝 坝体弹性模量 坝高 有限元 动力特性 牙根二级水电站

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数值重构研究重力坝动力模型试验可靠性 被引量：2

16

作者 王铭明 陈健云 范书立 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期83-89,106,共8页

根据现有相似理论推导出非完全相似定律,并提出满足模型材料本构关系下降段的非完全相似要求的处理技巧。根据已有模型材料的特性,数值重构地震动力破坏模型试验,将非完全相似模型与原型及完全相似模型计算结果进行比较发现,在坝体振型... 根据现有相似理论推导出非完全相似定律,并提出满足模型材料本构关系下降段的非完全相似要求的处理技巧。根据已有模型材料的特性,数值重构地震动力破坏模型试验,将非完全相似模型与原型及完全相似模型计算结果进行比较发现,在坝体振型及损伤的分布方面,非完全相似模型与原型结果十分一致,此外,非完全相似模型与原型的频率及最大拉应力都是符合非完全相似定律的。当非完全模型材料泊松比由0.17变为0.2时,由模态分析可知模型结构频率及振型的变化十分微小。结构的Rayleigh阻尼与其各阶频率及振型的阻尼比有关,因此计算时采用原、模型各自的Rayleigh阻尼解决了模型试验中阻尼相似的问题。总之,通过数值重构地震动模型试验可知,在试验设备及条件、模型材料不完全满足相似要求的情况下,根据非完全相似定律设计模型,并采取一定的相似技巧是可以得到稳定可靠的试验结果的。 展开更多

关键词 数值重构 模型试验 非完全相似律 线性软化模型

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官地水电站进水塔结构静动力分析 被引量：9

17

作者 彭玮 范书立 +1 位作者 陈健云 陈明阳 《水电站设计》 2010年第3期25-27,32,共4页

使用三维有限元对官地水电站进水塔进行了动、静力分析。静力分析中考虑了复杂地基的影响,并进行施工仿真分析;动力分析中,建立了结构-地基-水体相互作用模型,采用振型分解反应谱法计算结构在地震中的响应。并对结构的抗滑稳定性和抗倾... 使用三维有限元对官地水电站进水塔进行了动、静力分析。静力分析中考虑了复杂地基的影响,并进行施工仿真分析;动力分析中,建立了结构-地基-水体相互作用模型,采用振型分解反应谱法计算结构在地震中的响应。并对结构的抗滑稳定性和抗倾覆稳定性进行了验算,结果表明结构满足稳定性要求。。 展开更多

关键词 进水塔 有限元 静力计算 动力计算 仿真分析 断层 官地水电站

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官地碾压混凝土重力坝的抗震分析 被引量：1

18

作者 张连明 童伟 +1 位作者 高晓梅 范书立 《水电站设计》 2011年第2期4-7,共4页

在西南高地震烈度区建设160m级高的官地碾压混凝土重力坝,其抗震安全性成为大坝设计的关键因素,对大坝进行抗震安全评价具有十分重要意义。本文采用时程分析法计算了该碾压混凝土重力坝非溢流坝段的动力响应,研究该坝在地震中的安全性,... 在西南高地震烈度区建设160m级高的官地碾压混凝土重力坝,其抗震安全性成为大坝设计的关键因素,对大坝进行抗震安全评价具有十分重要意义。本文采用时程分析法计算了该碾压混凝土重力坝非溢流坝段的动力响应,研究该坝在地震中的安全性,并提出抗震措施。计算结果表明,在Ⅷ度地震设防烈度下,坝头部位是大坝的抗震薄弱环节,提高坝头部位混凝土的抗拉强度,可以提高大坝的抗震性能。 展开更多

关键词 碾压砼 重力坝 抗震分析 应力分析 官地水电站

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考虑节理岩体强度各向异性的最危险滑动面搜索

19

作者 陈健云 范书立 +1 位作者 李静 涂运伟 《人民长江》 北大核心 2011年第11期83-86,共4页

针对实际岩体中节理裂隙的分布特征,为了找准岩体破坏性滑动面的位置,在考虑节理岩体强度各向异性的基础上,提出了重力坝坝基滑动面自动搜索算法,并基于ABAQUS和FORTRAN平台,开发了针对有限元分析结果的重力坝坝基滑动面自动搜索程序。... 针对实际岩体中节理裂隙的分布特征,为了找准岩体破坏性滑动面的位置,在考虑节理岩体强度各向异性的基础上,提出了重力坝坝基滑动面自动搜索算法,并基于ABAQUS和FORTRAN平台,开发了针对有限元分析结果的重力坝坝基滑动面自动搜索程序。该程序由有限元结果导入、滑动面搜索2个模块组成。采用该算法,对坝基基岩中含有不同节理裂隙分布特征的重力坝在地震动荷载作用下的深层滑动面进行了实例验证。结果显示,该搜索方法得到的滑动面同有限元法得到的屈服区相吻合,证实了该滑动面搜索程序的可行性和可用性。 展开更多

关键词 节理岩体 各向异性 滑动面搜索 抗滑稳定

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在L形地基上的官地水电站进水口塔体施工仿真分析

20

作者 彭玮 范书立 陈健云 《水电站设计》 2011年第2期8-10,共3页

官地岸塔式进水口坐落在L形地基上,自重等荷载由水平地基与竖向地基联合承载,荷载的施加方式直接影响应力的分布形式。为了能够更加真实地反映这种影响进行了施工仿真分析,分析中依施工进度进行逐层加载,保证基础与结构的变形协调,同时... 官地岸塔式进水口坐落在L形地基上,自重等荷载由水平地基与竖向地基联合承载,荷载的施加方式直接影响应力的分布形式。为了能够更加真实地反映这种影响进行了施工仿真分析,分析中依施工进度进行逐层加载,保证基础与结构的变形协调,同时考虑了施工中的沉降控制,得到完建时结构的应力。分析表明,在考虑施工仿真情况下,削弱了塔背山体对塔体的约束作用,塔体的变形和应力更加符合实际。 展开更多

关键词 进水口 L形地基 施工 仿真分析 断层 官地水电站

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