《地震及高水壓下混凝土壩斷裂行為的擴展有限元法研究》是依託河海大學，由江守燕擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：地震及高水壓下混凝土壩斷裂行為的擴展有限元法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：江守燕
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬發展和完善擴展有限元的理論和方法觀察地震及高水壓下混凝土壩的斷裂行為。項目主要研究內容包括：(1) 地震下混凝土壩裂縫內水壓作用機制研究；(2) 地震往復荷載下混凝土壩有壓裂縫面閉合時的接觸問題研究；(3) 地震及高水壓下混凝土壩裂縫開裂擴展路徑的預測模型研究。通過這些研究，構建動載下裂縫內水壓分布規律的預測模型，建立有效的往復荷載下裂縫張開-閉合的數值處理方法以及確定動載下裂縫開裂擴展的判別準則，實現地震及高水壓下混凝土壩裂縫開裂擴展全過程的精確模擬。研究成果對揭示地震動荷載下混凝土壩內裂縫的水壓作用機制及正確認識地震及高水壓下混凝土壩斷裂破壞機理有重要的意義。
結題摘要
本項目通過研究動載下混凝土既有裂縫面水壓分布規律並發展動載及有壓水下水工混凝土結構裂縫開裂擴展過程追蹤的擴展有限元法，研製了實用的動力擴展有限元程式，實現了動載及有壓水下水工混凝土結構裂縫開裂擴展全過程的模擬，建立了水工混凝土結構斷裂破壞分析的理論和方法。項目研究採用理論分析、數值模擬與試驗相結合的方法進行，以數值模擬為主，輔以部分試驗研究，主要用於驗證數值結果的正確性，項目主要研究工作包括：（1）動載下混凝土結構開裂擴展的有效數值方法研究。構建了新型的動力擴展有限元法位移模式，發展了動力擴展有限元的理論和方法模擬動載下裂紋生長過程。（2）動載下混凝土結構裂縫內水壓作用機制研究。研究了動載下混凝土結構裂縫的力學行為，裂縫擴展與內水壓及外載的作用機制，搞清了動載下混凝土結構裂縫面的水壓分布規律，建立了裂縫面動水壓分布的理論預測模型。（3）動載下混凝土結構有壓裂縫面閉合時的接觸問題研究。研究了有壓裂縫面在動載下張開-閉合的力學行為，建立了裂縫面閉合時法向/切向的接觸本構模型，構建了有效的往復荷載下裂縫面張開-閉合的數值處理方法。（4）動載下混凝土結構裂縫開裂擴展路徑的預測模型研究。精確計算了動載下裂縫擴展過程中縫端的斷裂參數(動態應力強度因子)，研究確定了複雜條件下混凝土結構裂縫開裂擴展的判別準則，預測裂縫開裂擴展路徑。（5）混凝土水力劈裂試驗研究。研製了混凝土水力劈裂實驗的新型密封裝置，通過實驗得到了動載作用下的混凝土裂縫面的水壓分布。項目開展的動載及有壓水下混凝土裂縫開裂擴展機理及模擬分析方法的研究具有重要的理論意義和工程套用價值，研究成果可廣泛套用於水工混凝土結構的設計、施工和安全評價，為水工混凝土結構的建設和安全評價提供科學依據。
