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水工隧洞混凝土衬砌地震动响应过程分析
被引量：
3
1
作者
邓建
肖明
陈俊涛
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期36-44,共9页
地震作用下水工隧洞混凝土衬砌结构的动态响应是工程设计和安全评估的重要内容,建立科学合理的混凝土动力本构模型以及内水与衬砌动力耦合作用分析方法是衬砌结构抗震研究的关键环节。基于应变空间静力损伤本构的基本思路,对3维应力状...
地震作用下水工隧洞混凝土衬砌结构的动态响应是工程设计和安全评估的重要内容,建立科学合理的混凝土动力本构模型以及内水与衬砌动力耦合作用分析方法是衬砌结构抗震研究的关键环节。基于应变空间静力损伤本构的基本思路,对3维应力状态下混凝土静态拉、压损伤变量进行定义和求解;在此基础上,考虑静、动态荷载作用下混凝土本构关系曲线的相似性特点,建立了适宜编程的混凝土动态损伤本构模型。基于单相固体介质和流体介质动力分析的显式有限元法,结合耦合界面的边界条件,建立了水工隧洞内水与衬砌耦合作用的动力显式有限元分析模型,该方法可以直接进行逐步积分,无需联立方程组求解,大大简化了计算过程,可以方便地用于分析多种介质的波动传播问题。针对某水电站引水隧洞工程进行了实例分析,计算结果表明:1)各部位混凝土衬砌处于同步震动状态,但腰拱部位位移明显小于顶拱和底拱部位;2)地震作用下混凝土衬砌迅速进入损伤开裂状态,腰拱部位衬砌应力增加明显,损伤破坏严重;3)开裂破坏区由腰拱逐渐向两端扩展,与内水直接作用的内层衬砌结构是抗震设计的薄弱环节。该模型能够合理地反映水工隧洞混凝土衬砌的地震动响应特性,并为水工隧洞抗震设计提供了一种有效的分析方法。
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关键词
水工隧洞
混凝土衬砌
拉、压损伤变量
动力
损伤
本构
流-固耦合
显式有限元
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职称材料
题名
水工隧洞混凝土衬砌地震动响应过程分析
被引量：
3
1
作者
邓建
肖明
陈俊涛
机构
武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室
武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室
出处
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期36-44,共9页
基金
国家重点基础研究发展计划("973")资助项目(2015CB057904)
国家自然科学基金资助项目(51579191)
国家自然科学基金资助项目(51279136)
文摘
地震作用下水工隧洞混凝土衬砌结构的动态响应是工程设计和安全评估的重要内容,建立科学合理的混凝土动力本构模型以及内水与衬砌动力耦合作用分析方法是衬砌结构抗震研究的关键环节。基于应变空间静力损伤本构的基本思路,对3维应力状态下混凝土静态拉、压损伤变量进行定义和求解;在此基础上,考虑静、动态荷载作用下混凝土本构关系曲线的相似性特点,建立了适宜编程的混凝土动态损伤本构模型。基于单相固体介质和流体介质动力分析的显式有限元法,结合耦合界面的边界条件,建立了水工隧洞内水与衬砌耦合作用的动力显式有限元分析模型,该方法可以直接进行逐步积分,无需联立方程组求解,大大简化了计算过程,可以方便地用于分析多种介质的波动传播问题。针对某水电站引水隧洞工程进行了实例分析,计算结果表明:1)各部位混凝土衬砌处于同步震动状态,但腰拱部位位移明显小于顶拱和底拱部位;2)地震作用下混凝土衬砌迅速进入损伤开裂状态,腰拱部位衬砌应力增加明显,损伤破坏严重;3)开裂破坏区由腰拱逐渐向两端扩展,与内水直接作用的内层衬砌结构是抗震设计的薄弱环节。该模型能够合理地反映水工隧洞混凝土衬砌的地震动响应特性,并为水工隧洞抗震设计提供了一种有效的分析方法。
关键词
水工隧洞
混凝土衬砌
拉、压损伤变量
动力
损伤
本构
流-固耦合
显式有限元
Keywords
hydraulic tunnel
concrete lining
tension and compression damage variables
dynamic damage constitutive
fluid-structure coupling
explicit finite element method
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
水工隧洞混凝土衬砌地震动响应过程分析
邓建
肖明
陈俊涛
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
3
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