基于 ABAQUS 的高拱坝强震作用下的损伤破坏分析-论文.pdf

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1、第12卷第4期水利与建筑工程学报V01．12No．42014年8月JournalofWaterResourcesandArchitecturalg．，2014DOI：10．3969／j．issn．1672—1144．2014．04．011基于ABAQUS的高拱坝强震作用下的损伤破坏分析王佩珏，周晶(大连理工大学建设工程学部，辽宁大连116024)摘要：为预测高拱坝在强烈地震作用下可能的开裂范围，基于有限元软件ABAQUS内嵌的混凝土损伤塑性模型，对国内某拱坝在强烈地震作用下的动力响应进行了数值模拟，得到了地震全过程拱坝拉损伤分布和典型单元的损伤发展时程。分析表明，大坝在经历强震作用后总

2、体损伤不大，但坝体拱冠梁附近中上部及坝体与基岩交界处局部损伤严重，是抗震薄弱部位。研究给出了拱坝的损伤发生、发展过程，为高拱坝抗震安全评价提供了一种分析途径。关键词：水工结构；损伤塑性模型；地震损伤；拱坝；ABAQUS中图分类号：TV642．4文献标识码：A文章编号：1672一l144(2014)04-0060---06AnalysisofDamageandFailureinHighArchDamsSubjectedtoStrongEarthquakesBasedonABAQUSWANGPei—jue，ZHOUJing(FaadtyofInfrastructureEngineering

3、，DalianUniversityofTechnology，Dalian，Linoning116024，China)Abstract：Topredictthepossiblecrackingscopeofhigharchdamssubjectedtostrongearthquakes，adomestichigharchdamwasanalyzedbasedonthedamagedconcreteplasticitymodelembeddedinthefiniteelementanalysissoftwareABAQUS．Tensiledamagedistributionandtheda

4、magedevelopmentoftypicalunitsofthedamwereacquired．Thedam—agesituationshowedthatthedamasawholehadsuficientresistenceagainststrongearthquakes．However，theupperportionofcrowncantileverandthejuncturezonebetweendambodyandbedrockweredamagedbadly，whichweretheweakpartsofthedamforaseismieevaluation．Thisst

5、udyrevealstheoccurrenceanddevelopmentprocessofdamdam—age，itprovidesananalyticalapproachtoaseismicsafetyevaluationofhigharchdams．Keywords：hydraulicstructure；damagedconcreteplasticitymodel；earthquakedamage；archdam；ABAQUS拱坝在分析之初采用线弹性本构模型，虽能得的刚度恢复，建立了相应的损伤模型，应用于拱坝结到大坝应力、位移等大致分布规律，但局部应力远远构，得到了中等地震作用下

6、拱坝的损伤响应。国内，超过材料强度，在地震荷载作用下这种情况更加严邱战洪、张我华_4J等建立了弹脆性损伤模型，研究了重，与真实情况相差很大。为了更好地模拟高拱坝不同基岩对重力坝损伤分布的影响。林皋、钟红¨5J在强震作用下的损伤破坏行为，采用非线性混凝土等在宏观均质假定基础上，利用随机分布函数考虑本构显得十分必要。近年来，国内外学者利用损伤混凝土材料的细观不均匀性，研究了高坝的动力损力学来研究混凝土结构破坏过程取得了不少的成伤和裂缝扩展过程。陈健云l6j等利用应变率相关的果。Cevera[Il等建立了各向同性损伤模型，分析了拱混凝土弹塑性损伤模型对7昆凝土拱坝进行了非线性坝在地震作用下的

7、损伤破坏情况。ValiappanE0J等考分析。马怀发l7J等提出了混凝土的动态损伤滞后虑了损伤各向异性，对双曲拱坝进行了非线性动力性，这种滞后性导致了应变率强化效应。以往研究分析并与线弹性分析做了比较。Faria、Oliver和大都是基于计算机高级程序设计语言，研究者自己Cervera_3J考虑混凝土的拉压损伤并考虑循环荷载下开发专门的损伤计算程序，单元剖分数量巨大，需要收稿日期：2014．03．14修稿日期：2014．04．25基金项目：国