文档介绍：有限单元法在水工结构分析中的应用——高坝结构分析的有限元法
硕士研究生课程
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主要讲授内容
1 重力坝应力与稳定分析
2 拱坝的应力与稳定分析
3 土石坝的应力与稳定分析
4 地下洞室的应力与稳定分析
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计算目的
校核坝体的应力
校核坝基坝肩稳定
为孔口配筋提供依据
论证拱坝体形的合理性
论证坝肩坝基加固措施的可行性
3
高坝结构有限元分析过程（拱坝）
合理地概化几何模型
有限元网格的剖分
边界条件和荷载的施加
材料本构模型的选择
施工工程的模拟
计算成果的整理、评价
4
几何模型的概化
坝体的孔口闸墩
坝基——岩块、断层、节理、夹层
计算范围的选取
平面计算/三维计算
5
有限元网格的剖分
原则——关心的部位网格应该密，疏密均匀过渡
单元选择——尽量采用四节点的接近于正方形单元（平面），八节点的立方体单元（三维），以保证单元插值精度
在同一个连同域内单元应该共节点、共边、共面
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拱坝横缝的模拟
拱坝的横缝是各相邻坝段间的接触界面，在求解之前，接触表面之间是接触或分开是未知的，突然变化的，这随载荷、材料、边界条件和其它因素而定，横缝可传递法向压力和不超过接触界面间的最大摩擦力的剪力
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拱坝横缝的模拟
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拱坝横缝的模拟
坝体接缝灌浆前横缝按接触单元考虑
灌浆后水平方向坝体形成完整拱圈，按整体无缝计算
横缝的等效弹模取为混凝土块体弹模的80% ，如无试验参数，横缝抗拉强度取块体抗拉强度的0～30％
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施工工程的模拟
坝基地应力的模拟
构造应力强烈：采用实测资料进行地应力反演
无构造应力：近似施加自重荷载模拟
坝体蓄水过程的模拟
分若干荷载步施加上游表面水压力和淤沙应力
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