国家自然科学基金(50179002) 作品数:40 被引量:229 H指数:10 相关作者: 宋玉普 吴智敏 刘海成 张小刚 王学志 更多>> 相关机构: 大连理工大学 深圳大学 辽宁省水利水电勘测设计研究院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 辽宁省教育厅高等学校科学研究项目 中国博士后科学基金 更多>> 相关领域: 水利工程 建筑科学 化学工程 理学 更多>>
碾压混凝土拱坝开裂研究的进展 被引量:3 2005年 近年来碾压混凝土拱坝快速发展,已经跃上了百米级高度的台阶。尽管高粉煤灰掺量使得碾压混凝土水化热较低,但由于采用通仓连续碾压的施工方式,使得碾压混凝土高拱坝的温度裂缝问题依然十分突出。从坝体分缝、拱坝开裂理论分析以及碾压混凝土材料、施工技术、理论计算等方面进行了探讨,分析了今后碾压混凝土拱坝裂缝控制的发展方向。 韦天琴 刘海成 宋加国关键词:碾压混凝土拱坝 碾压混凝土层间拉伸破坏过程的数值模拟研究 被引量:5 2005年 碾压混凝土软弱层的破坏是高碾压混凝土坝稳定性的一个重要问题。应用材料破坏全过程分析的软件系统MFPA2D ,充分考虑了碾压混凝土的非均质性的细观结构特征,模拟再现了三种层面处理方式的软弱层的拉伸破坏过程,确定了裂缝的起裂荷载,计算得到了三种碾压混凝土紧凑拉伸试件裂缝的起裂断裂韧度和失稳断裂韧度。研究表明,在所讨论的三种软弱层的处理方式中,最为有效的是下层混凝土终凝后对层面进行凿毛(冲毛)处理;其次是下层混凝土初凝后终凝前,对层面进行铺水泥粉煤灰砂浆的处理;最不好的是下层混凝土初凝后终凝前,在层面上直接铺筑上层混凝土,在施工中要避免这种情况的发生。 黄志强 宋玉普 吴智敏关键词:碾压混凝土 软弱层 破坏过程 数值模拟 碾压混凝土穿透型诱导缝不同扩展阶段的强度指标试验研究 被引量:3 2005年 在不同削弱度碾压混凝土轴拉试件的穿透型诱导缝周围粘贴了应变片,得到在不同应力状态下诱导缝应变发展规律为:在加载初期,离缝端不同距离的应变发展较为均匀,数值上相差不突出;随着荷载的增加,应变开始出现不均匀发展,离缝端越远,应变变化越缓慢;当接近最大荷载的阶段,缝端应变急速发展,试件瞬间断裂。应变从均匀发展变为不均匀发展,实质上隐含了诱导缝起裂、稳定发展、失稳断裂的整个过程,针对这一试验现象,结合断裂力学理论,建立了诱导缝不同开裂阶段的远场温度应力强度指标模型。 张小刚 宋玉普 吴智敏 王学志关键词:碾压混凝土 等效强度 大体积混凝土不稳定温度场求解的迭代算法 被引量:2 2004年 在大体积混凝土不稳定温度场计算中,无论是向前差分法、中点差分法还是向后差分法都会产生计算误差.根据拉格朗日中值定理及各节点温差和温度变化率的互不耦合假设,提出一种迭代算法,可以在适当增加差分步长的情况下,减少计算量并保证求解精度,或者在保持常规差分步长的情况下,增加少许计算量而提高求解精度,使数值计算结果逼近理论解,是一个便于工程应用的有效计算方法. 刘海成 张宇鑫 宋玉普 吴智敏关键词:拉格朗日中值定理 迭代算法 差分法 步长 大体积混凝土 理论解 碾压混凝土浇筑层温度场计算模型研究 被引量:5 2005年 碾压混凝土浇筑层的初始温度和绝热温升是碾压混凝土坝设计中的常见问题之一,直接关系到温度场仿真计算的精度和计算量问题。本文考虑各碾压层混凝土浇筑时间和水化热散发时间的不同,应用L ap lace变换法和叠加原理求出了多层板状结构体的一维温度场理论解答。然后以此解析解为基础,合并多个碾压层为一个浇筑层,建立了温度场等效模型,并给出了复合浇筑层的等效初始温度和等效绝热温升的计算方法。本文的方法能够较好地模拟碾压混凝土分层碾压的施工过程,便于温度场有限元计算,计算结果表明,该方法具有较高的精度。 刘海成 吴智敏 宋玉普关键词:碾压混凝土 浇筑层 温度场 绝热温升 预设穿透型诱导缝的碾压混凝土等效强度及其断裂韧度尺寸效应研究 被引量:2 2005年 为了研究拱坝诱导缝强度和断裂特性,在两种尺寸的碾压混凝土长方体试件内埋设了不同削弱度的一片、两片穿透型诱导缝板。对其进行的轴拉试验表明,诱导缝等效强度存在明显的尺寸效应:对于相同削弱度,试件尺寸增加,等效强度降低,对本试验试件其最大降低值为0.278MPa。含诱导缝的结构断裂韧度随着削弱度的减小而增加:削弱度由0.342变为0.208时,小型和中型试件的断裂韧度分别从0.488MN/m3/2、0.506MN/m3/2增加到0.519MN/m3/2、0.581MN/m3/2。最后,在相同尺寸和削弱度下,诱导缝布置由一片改为两片及增大两片缝的间距,都对降低等效强度有很大的作用:如对于削弱度为0.342,诱导缝布置由一片改为两片时等效强度最大降低了36.5%。对于小型试件,当缝距b/a从2.69降低到1.92时,等效强度降低了26.5%。对于大型试件,当缝距b/a从3.46降低到1.92时,等效强度降低了24.1%。这一试验结果表明实际大坝中合理布置诱导缝比单纯增加削弱度对降低诱导缝等效强度更有效。 张小刚 宋玉普 吴智敏关键词:碾压混凝土 等效强度 断裂韧度 尺寸效应 碾压混凝土层面拉伸破坏试验研究 被引量:5 2007年 碾压混凝土软弱层面的断裂破坏是高碾压混凝土坝稳定性研究的一个重要方面.对6种层面处理工况的碾压混凝土层面进行了楔入劈拉断裂试验研究,采用电测法测得碾压混凝土层面裂缝的起裂荷载,确定了碾压混凝土层面裂缝的双K断裂参数.研究表明,层面的起裂荷载与失稳荷载的比值Phini/Phun在57.7%~74.2%.在6种层面处理工况中,下层碾压混凝土终凝后施工缝或冷缝的处理方式,其所形成的层面的拉伸断裂参数最大,其断裂路径曲折,断裂面凹凸不平,因此这种层面处理方式最为有效. 黄志强 宋玉普 王学志关键词:碾压混凝土 楔入劈拉 起裂荷载 双K断裂参数 混凝土的弹塑性损伤双面本构模型 被引量:14 2008年 针对混凝土材料拉压应变空间下损伤机制的不同,结合连续损伤力学和塑性理论建立了一个全新的本构模型。该模型中损伤和塑性变形的演变由应变空间的同一个非弹性曲面来控制,但对拉压应变空间中非弹性曲面的演变分别采用了随动强化法则和各向同性演化规律。计算结果表明,该模型能较好地描述混凝土材料在单轴及多轴单调加载和低周反复荷载下的典型非线性特征。 王怀亮 宋玉普关键词:混凝土 塑性损伤模型 刚度退化 沙牌碾压混凝土拱坝诱导缝开裂研究 被引量:19 2004年 根据碾压混凝土拱坝诱导缝构造特点,分别将矩形诱导缝简化为穿透形裂缝和深埋椭圆形裂缝,假定为I型开裂;考虑相邻裂缝的影响,采用虚拟裂缝模型和线弹性断裂力学相结合的方法,建立了诱导缝失稳扩展时的亚临界扩展量和等效应力强度因子的解析表达式.结合碾压混凝土的试验断裂参数,计算了沙牌碾压混凝土拱坝诱导缝的等效强度,并将此结果应用到三维非线性应力场仿真分析中,对沙牌拱坝进行了开裂计算分析.计算结果表明,等效强度可以作为诱导缝的开裂准则. 刘海成 宋玉普 姚国军 吴智敏关键词:碾压混凝土拱坝 诱导缝 等效强度 虚拟裂缝模型 碾压混凝土坝诱导缝端应力强度因子计算研究 被引量:5 2003年 针对碾压混凝土坝双向间隔诱导缝,提出了更加符合实际的Ⅰ型断裂矩形简化分析模型,与一般的椭圆形简化分析模型进行了对比分析。分别采用基于位移法和J积分的应力强度因子三维有限元计算方法,得到诱导缝断面裂纹尖端的应力强度因子。通过对有限元计算结果分析,论述了两种简化分析模型各自特点及适用性;并且对影响诱导缝应力强度因子的因素进行研究,得出双向间隔诱导缝应力强度因子的回归计算公式。其结论对双向间隔诱导缝断裂设计具有一定的参考价值,同时也为诱导缝断裂性能试验研究提供一定的参照依据。 宋玉普 张林俊 殷福新关键词:碾压混凝土坝 应力强度因子 诱导缝 位移法 有限元