基于比例邊界有限元的混凝土壩溫度斷裂研究.pdf

1、混凝土重力壩斷裂的原因有很多種，溫度變化產(chǎn)生的溫度荷載引起的壩體開(kāi)裂是主要原因之一。壩體在庫(kù)水溫度、大氣溫度、太陽(yáng)輻射、混凝土水化熱等作用下，產(chǎn)生較大的內(nèi)外溫度差，進(jìn)而在壩體內(nèi)形成溫度應(yīng)力場(chǎng)。當(dāng)大于壩體的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，壩體開(kāi)裂產(chǎn)生溫度裂縫。從而降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，危及結(jié)構(gòu)安全，因此，研究混凝土壩在溫度荷載作用下的斷裂情況非常重要。
　　本研究基于比例邊界有限元方法提出了溫度斷裂模擬的模型。使用比例邊界有限元法求解結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)，結(jié)構(gòu)分

2、析中的溫度荷載表示為徑向坐標(biāo)的函數(shù)并等效為若干項(xiàng)冪級(jí)數(shù)之和，基于線性疊加原理求解結(jié)構(gòu)響應(yīng)。該模型的特點(diǎn)包括：只要離散求解域的邊界從而降低了求解問(wèn)題的維數(shù)；在求解溫度場(chǎng)、位移場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)時(shí)均可獲得半解析解，應(yīng)力強(qiáng)度因子求解精度高。在網(wǎng)格生成和重剖分中引入多邊形技術(shù)，將網(wǎng)格處理工作量減至最小，適合模擬裂縫擴(kuò)展過(guò)程。通過(guò)多個(gè)板和預(yù)制一條裂縫的梯形壩承受溫度荷載的溫度場(chǎng)分析、結(jié)構(gòu)分析以及裂縫擴(kuò)展模擬對(duì)本文模型進(jìn)行了驗(yàn)證。本文為求解結(jié)構(gòu)在溫度荷載作