混凝土损伤对重力坝可靠度的影响

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1、第36卷第5期人民黄河Vo1．36．No．52014年5月YELL0WRIVERMay，2014【水利水电工程】混凝土损伤对重力坝可靠度的影响徐忠义，武清玺，武运磊(1．河海大学力学与材料学院，江苏南京210098；2．南京市鼓楼区中小学校舍管理办公室，江苏南京210009)摘要：混凝土重力坝运行若干年后或多或少都会出现一定的损伤，可能会严重影响重力坝的结构可靠度。基于混凝土损伤的基本原理，引入了损伤变量、有效应力和混凝土损伤模型等基本概念，利用材料力学原理建立了重力坝沿建基面的抗滑稳定、坝趾抗压强度和坝踵抗拉强度的功能函数，结合混凝

2、土损伤及重力坝功能函数建立了极限状态方程。运用JC法对某一典型混凝土重力坝进行了实例分析，并针对坝高做了敏感性分析，得到了较为满意的结果。关键词：重力坝；可靠度；混凝土；损伤中图分类号：TV331文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2014．05．030InfluenceofConcreteDamagetotheReliabilityofGravityDamXUZhong．yi，wUQing—xi，wuYun．1ei(1．CollegeofMechanicsandMaterials，HohaiUni

3、versity，Nanjing210098，China；2．ManagementOf~ceofPrimaryandSecondarySchoolBuildingsinGulouDistrictofNanjg，Nanjing210009，China)Abstract：Duetotherea$olssuchasthebadconstructionqualityanddamaging．therearealwayssomedamagesinthebodyofconcretegravitydam．BasedORthebasicprincil：I

4、lesofconcl~tedamage，thispaperintroducedsomebasicconcepts，suchasthedamagevariableandeffectivestressanddamagemodelofconcrete，andSOon．Itusedtheprincipleofmaterialmechanicsbuildinganti-slidingstabilityofgravitydamalongthebasesurfaceandcompressivestrengthofdamtoeandtensilest

5、rengthofdamheelfunctions，combinedwithconcretedamageandgravitydamfunctionstoestablishalimitstateequation．UsingtheJCmethodonanalysisofatypicalconcretegravitydam，itmadethesensitivityanalysisfortheheightofthedamandthesatisfactoryresultshadbeenachieved．Keywords：gravitydam；re

6、liability；concrete；damage混凝土是由水泥拌和一定比例的砂、石和水等，经加工后R。b。tn。v用D=定义损伤因子，当D=0时，表示没有损逐渐凝固硬化而成的简单复合材料，是一种典型的非均质材料。混凝土的不均匀性导致其在外界因素如荷载、温度等作用伤；当D=1时，表示试件内部损伤发展到极限状态(断裂破下，内部组构会发生损伤并演化，由此导致了材料性质的随机坏)。性。因此，为使这类不确定性的描述在机理上更符合实际情况笔者取初始损伤时D=0．05，且鉴于问题的复杂程度，有必要在可靠度分析中考虑损伤效应。暂时只考虑损伤因子D的

7、不同取值，而不深入研究混凝土的具混凝土重力坝的安全运行关系重大且设计基准期较长，工体损伤演化过程。作环境也较为复杂，服役若干年后，结构和材料的性能都发生1．2有效应力了变化，因此有必要探讨混凝土损伤对重力坝可靠度的影响。当试件在不考虑损伤时的表观应力为=F，当考虑损伤损伤理论的基本概念时的有效应力为：iF，由此可得1．1损伤变量：一A：orA1一D(、1)损伤力学将混凝土作为连续介质，用一种内部状态变量即损伤变量来描述含微细观缺陷材料的力学效应。即=(2)损伤变量的定义有多种。Robotnov引进了最简单的损伤变量，设有一简单拉伸试件

8、，其初始横截面积为A。，产生损伤后收稿日期：2013—07—17的瞬时表观面积为A，此时横截面上出现孔隙的总面积为A，作者简介：徐忠义(1987一)，男，山东济宁人，硕士研究生，主要从事工程结构可靠度研究工作。试件实际承