基于损伤本构关系的高拱坝安全度评价方法-论文.pdf

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1、第33卷第3期南昌工程学院学报V01．33No．32014年6月JournalofNanchangInstituteofTechnologyJune．2014文章编号：1674-0076(2014)03-0006一o4基于损伤本构关系的高拱坝安全度评价方法王志强，吴晓彬，万怡国(1．江西省水利科学研究院，江西南昌330029；2．南昌工程学院水利与生态工程学院，江西南昌330099)摘要：基于损伤本构关系的非线性有限元能较为精确地模拟拱坝的实际工作性态，主要依据大坝的变形和应力分布及大小、损伤破坏情况等对坝体安全进行评价．但也存在一些

2、问题，如以建基面相对损伤面积作为控制指标时，要先确定建基面的容许损伤范围．在介绍了损伤本构关系的基础上，提出了以大坝整体刚度不改变为基准的建基面容许相对损伤面积确定方法，为损伤本构关系用于高拱坝安全度评价的控制标准提供了一个新的思路，并以溪洛渡高拱坝为例进行了计算．关键词：高拱坝；损伤；建基面；确定方法中图分类号：TV624．4文献标识码：AStudyonsafetyevaluationmethodforhigharchdambasedondamageconstitutiverelationWANGZhiqiang，_，WUXiaob

3、in，WANYiguo(1．JiangxiProvincialInstituteofWaterSciences，Nanchang330029，China；2．SchoolofHydraulicandEcologicalEngineering，NanchangInstituteofTechnology，Nanchang330099，China)Abstract：Thenonlinearfiniteelementanalysisbasedondamageconstitutiverelationscanaccuratelysim—ulate

4、theactualperformanceofarchdam；thedamsafetyevaluationismadeaccordingtothedistortion，damage，anddistributionandsizeofstressofthedam．ButtherearealsoSOmeproblems．Forexample，whentakingrelativedamageal'eainfoundationplaneascontrolindex，theallowabledamageareainfoun-dationplaneh

5、astobedeterminedatfirst．Thispaperfirstintroducesthedamageconstitutiverelations，presentsthedeterminationmethodforfoundationplaneallowablerelativedamageareawithconstantdamoverallstiffness．andprovidesanewcontrolstandardfordamageconstitutiverelationinhigharchdamsafetyevalua

6、tion．ThecalculationischeckedwiththeCaSeofXiluoduhiarchdam．Keywords：higharchdam；damage；foundationplane；determinationmethod当前建设中的300m级高拱坝工程较多，如锦屏一级拱坝(305m)、小湾拱坝(292m)、溪洛渡拱坝(285．5m)、白鹤滩拱坝(277m)等．高拱坝一旦失事，不但严重影响工农业生产，而且会使人民生命财产遭受极大损失．为保证高拱坝在施工期及运行期的安全可靠，必须采用多种方法进行研究分析．目前高拱坝安

7、全度评价常见的分析方法有模型试验法和数值分析法¨．数值分析法在目前高拱坝安全度评价中应用最为广泛．了解和掌握拱坝的真实应力状态和安全度，需要模拟拱坝的实际工作性态．在各种数值计算方法中，基于损伤本构关系的非线性有限元能较为精确地模拟拱坝的实际工作性态，不仅能够考虑坝体破坏区域内的应力释放，还能考虑混凝土的软化效应，主要依据大坝的变形和应力分布及大小，损伤破坏情况等对坝体安全进行评价J．但基于损伤本构关系的非线性有限元用于高拱坝安全度评价也存在以下问题：要求能够有相应的安全度评价标准来界定这些局部破坏是在何种容许范围内，如以建基面相对损

8、伤面积作为控制指标时，首先要确定建基面的容许损伤范围，但目前还未见收稿日期：2014—0l一02基金项目：江西省水利厅科技项目(KT201205)作者简介：王志强(1983一)，男，博士，讲师，wzqhhu@126．co