第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 坝体混凝土裂缝的工程实例 3
1.2.1 丹江口水利枢纽 3
1.2.2 野牛嘴拱坝 3
1.2.3 卡布里尔拱坝 4
1.3 仿真分析的发展 5
1.4 微膨胀混凝土研究现状 7
1.4.1 混凝土的自生体积变形 7
1.4.2 氧化镁混凝土 8
1.5 微膨胀筑坝技术的工程应用 10
1.5.1 白山拱坝 10
1.5.2 青溪水电站和飞来峡水电站 10
1.5.3 水口水电站 10
1.5.4 长沙拱坝 11
1.6 混凝土高坝强震实例 11
1.6.1 新丰江工程 11
1.6.2 宝珠寺工程 12
1.6.3 沙牌工程 12
1.7 混凝土大坝抗震研究 13
第2章 氧化镁混凝土膨胀及温度效应原理 15
2.1 引言 15
2.2 施工期温度效应原理 15
2.2.1 水泥水化热 15
2.2.2 日照温升 17
2.2.3 对流传热 17
2.3 运行期库水温度计算原理 18
2.4 本章小结 19
第3章 孔压渗流原理 20
3.1 引言 20
3.2 渗流原理 20
3.2.1 渗流研究的主要内容 20
3.2.2 渗流基本定律 20
3.2.3 混凝土渗流 33
3.3 本章小结 34
第4章 应力场原理 35
4.1 氧化镁混凝土膨胀原理 35
4.2 氧化镁混凝土应力场有限单元法 35
4.2.1 氧化镁混凝土自生体积变形特点 37
4.2.2 考虑温度历程效应的氧化镁混凝土膨胀模型 37
4.2.3 当量龄期法 39
4.3 仿真应力场 40
4.3.1 温度应力 40
4.3.2 仿真应力 41
4.4 验算实例 43
4.4.1 实际温度变化的膨胀过程 43
4.4.2 基坑回填混凝土 44
4.5 本章小结 47
第5章 长沙拱坝仿真分析及与实测结果对比 49
5.1 长沙拱坝简介 49
5.2 计算条件 51
5.2.1 材料参数 52
5.2.2 温度边界 53
5.2.3 结构分析 55
5.2.4 网格剖分 55
5.3 温度场变化过程 56
5.3.1 温度历程对比 57
5.3.2 典型部位温度过程 61
5.3.3 温度等值线 62
5.4 MgO膨胀量过程 65
5.5 位移过程 72
5.6 本章小结 80
第6章 长沙拱坝裂缝发生原因及应力变化 81
6.1 下游面拱冠处裂缝 81
6.1.1 竖向裂缝 81
6.1.2 水平裂缝 84
6.1.3 下游面坝肩裂缝 86
6.2 应力变化 88
6.2.1 典型点应力过程 88
6.2.2 坝体应力变化 91
6.3 本章小结 107
第7章 外掺氧化镁对拱坝应力与位移的影响 109
7.1 应力 109
7.1.1 x向应力 109
7.1.2 z向应力 117
7.1.3 剪应力 124
7.2 位移过程 127
7.3 本章小结 129
第8章 水库运行期仿真模拟 130
8.1 引言 130
8.2 子模型技术 130
8.3 运行期温度场仿真计算 132
8.3.1 仿真模型及有限元模型 132
8.3.2 工程环境及材料设置 133
8.3.3 库水温度计算 133
8.4 运行期流固耦合仿真计算 134
8.4.1 模型及材料布置 135
8.4.2 非饱和渗流问题中的边界条件 135
8.4.3 耦合问题概述 136
8.4.4 排水孔局部渗流自定义单元设计 136
8.4.5 溢流坝段渗流场计算 139
8.5 温度场模拟结果分析 140
8.6 应力场及渗流场模拟结果分析 142
8.6.1 静水压力作用下温度应力模拟结果提取与分析 142
8.6.2 温度场与渗流场顺序耦合模拟结果提取与分析 144
8.6.3 排水口子模型计算结果提取与分析 145
8.7 本章小结 147
第9章 重力坝动力分析理论 148
9.1 抗震设计理论的发展概况 148
9.1.1 静力理论阶段 148
9.1.2 反应谱理论阶段 148
9.1.3 动力理论阶段 149
9.1.4 基于性态的抗震设计理论阶段 149
9.2 结构动力方程的建立 149
9.2.1 一维地震动输入时的动力方程 149
9.2.2 多维地震动输入时的动力方程 150
9.2.3 多点地震动输入时的动力方程 151
9.3 重力坝的有限元动力分析 152
9.3.1 有限元法概述 152
9.3.2 有限元动力分析的时程分析法 153
9.4 附加质量法 155
9.4.1 附加质量法简介 155
9.4.2 附加质量法计算公式 156
9.5 混凝土重力坝在地震作用下的动力响应分析 157
9.5.1 计算模型及材料计算参数 157
9.5.2 静力分析 158
9.5.3 动力时程分析 161
第10章 Koyna震害工程验证 166
10.1 引言 166
10.2 Koyna工程概况 166
10.3 计算模型 167
10.4 计算参数 167
10.5 加载地震波 168
10.6 模态分析 169
10.7 时程分析 170
10.7.1 位移时程曲线 170
10.7.2 应力时程曲线 173
10.8 损伤分析 175
10.9 本章小结 176
第11章 不同地震波输入方式下重力坝动力响应研究 177
11.1 工程简介 177
11.2 计算模型 178
11.3 本构模型 179
11.4 地震波 180
11.4.1 地震动输入机制 180
11.4.2 地震波选取 181
11.5 地震波输入方式对比 184
11.5.1 模拟方案 184
11.5.2 结果分析 184
11.6 多波验算 191
11.6.1 模拟方案 191
11.6.2 结果分析 192
11.7 本章小结 194
第12章 重力坝折坡点高度对其抗震性能的影响 195
12.1 震害工程实例简介 195
12.2 计算方案 195
12.3 模型计算与分析 196
12.3.1 折坡点处应力分析 196
12.3.2 坝顶位移分析 199
12.3.3 拉伸损伤分析 204
12.4 本章小结 205
参考文献 206
索引 213