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《地震載荷下的混凝土重力壩斷裂原因分析-畢業(yè)設(shè)計外文翻譯》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、地震載荷下的混凝土重力壩斷裂原因分析ABBASMANSOURI;MIRAHMADLASHTEHNESHAEI;REZAAGHAJANY1伊斯蘭阿扎德大學(xué)，土木工程，伊朗德黑蘭2桂蘭大學(xué)，土木工程，拉什特，土木工程伊朗3伊斯蘭阿扎德大學(xué)，土木工程，德黑蘭（北支），伊朗摘要：在本文中，對混凝土重力壩的地震裂縫采用有限元（2D）的行為理論進(jìn)行了研究。巴占特模型（它是非線性的斷裂力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)作為衡量的增長和彌散裂縫）被選中來開發(fā)裂縫的剖面圖?；炷恋膽?yīng)力-應(yīng)變曲線作為簡化的兩線，歐拉-拉格朗日公式被選用于大壩和水庫系統(tǒng)。根據(jù)1967年
2、的地震記錄，用上述模型對Koyna混凝土重力壩進(jìn)行了研究。結(jié)果證實了第一個裂縫的圖像有增長和擴(kuò)張而第二個并沒有受到它的影響。比較的結(jié)果顯示了與其他研究者一致的結(jié)論。關(guān)鍵詞：地震斷裂；彌散裂縫；非線性斷裂力學(xué)；混凝土重力壩。在過去的十年里，有關(guān)在地震時混凝土大壩安全的的大壩抗震性能已受到廣泛的研究。Chopra等人(1972),通過使用線性彈性分析研究大壩的抗震性能的裂紋路徑。分析顯示,在損壞或有風(fēng)險的地方會影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。Pal(1976)是第一個利用非線性分析研究Koyna大壩的研究人員。在本研究中,假設(shè)沒有水庫的影響
3、,在剛性地基上,用彌散裂紋模型對Koyna大壩裂紋擴(kuò)張和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)裂紋增長進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,裂紋的增長對材料性質(zhì)以及元素大小是非常敏感的。圖1(a)顯示了這種分析造成的大壩裂紋區(qū)。Skrikerud（1986）采用離散裂縫裂紋擴(kuò)展和裂紋增長的標(biāo)準(zhǔn)，通過Koyna大壩的個案研究了混凝土壩。在他們的研究中，裂紋在每一步的成長,長裂紋尖端的元素最終被認(rèn)為是有效的。他把他們的模型試驗結(jié)果歸結(jié)于裂紋分析在與大壩開裂的膨脹系數(shù)不匹配、和水庫相互作用并且缺乏大壩特性參數(shù)的實際值等原因。通過分析留在圖1（b）中的裂紋就可以證實。El-A
4、idi和Hall（1989）研究了松平壩的地震裂縫，就用到了彌散裂縫的裂紋擴(kuò)展和增長模型和強(qiáng)度準(zhǔn)則。他們的研究認(rèn)為裂紋輪廓線的出現(xiàn)證明了水庫-壩和地基-大壩的相互作用。大壩裂縫如圖1（c）所示。Fenves和Vargas-Loli還用斷裂力學(xué)裂紋增長和彌散裂縫模型裂紋擴(kuò)展（UangandBertero,1990）的標(biāo)準(zhǔn)研究了松平大壩。不計由地基帶來的結(jié)果，他們應(yīng)用不同系數(shù)的塔夫脫的地震記錄；對松平壩在有沒有水庫影響的兩種情況下進(jìn)行分析，12本課題研究了大壩動水壓力與裂紋分布對大壩的抗震性能的影響，此研究結(jié)果示于圖1（d）。
5、在該文章中，對混凝土重力壩地震條件下非線性斷裂行為的研究有以下部分：第一，提交彌散裂紋模型與動態(tài)荷載作用下混凝土的性能和斷裂的堤壩研究；第二，對Koyna混凝土重力壩從非線性分析方面進(jìn)行了抗震性能的評估。采用有限元方法分析壩---庫水相互作用和無水庫作用的結(jié)果。從而可以得出結(jié)論，上游和下游都出現(xiàn)通過大壩上部的的預(yù)裂縫,這是符合觀察原型特征的結(jié)論。比較分析表明，水庫的作用不能忽視。(d)Vargas-loli(c)El-Aidi(b)Skrikerud(a)Pal(h)實驗?zāi)Ｐ?g)實物模型(f)Bhattacharjee(
6、e)CalayirandandLegerKaraton圖1：關(guān)于重力壩開裂的過去調(diào)查資料。歐拉-拉格朗日制定的動態(tài)相互作用的壩-水庫系統(tǒng)和邊界條件：使用不同的方法，為大壩和水庫建模，而歐拉-拉格朗日模型是使用的一個標(biāo)準(zhǔn)。在這個研究中，大壩和水庫建模系統(tǒng)的歐拉-拉格朗日關(guān)系被進(jìn)行了調(diào)查研究。在圖2中，給出了大壩和水庫的邊界條件。根據(jù)有限元理論方程，調(diào)整的大壩如下公式：在這個公式中：質(zhì)量矩陣，阻尼矩陣，結(jié)構(gòu)剛度矩陣，相12對節(jié)點的位移矢量，單位矩陣，錨點加速度矢量。在眾所周知的亥姆霍茲方程的兩個關(guān)系是關(guān)于液體環(huán)境中分配動水壓力
7、的情況下，提出了下面公式：在方程（2）中：流體壓力，流體中聲音的速度。四個邊界條件被用于定義如下情況水庫：1.自由表面邊界條件2.遠(yuǎn)程邊界條件3.相交邊界條件4.底部邊界條件在這幾個方程中：大壩加速度；地面加速度；垂直向量；流體密度。在水庫中產(chǎn)生的加速度與大壩的數(shù)量加速度有關(guān)。其中：流體密度，壩體密度；聲速?？紤]到邊界條件和流體方程，水庫關(guān)系矩陣的構(gòu)成如下：12圖（2）：大壩和水庫系統(tǒng)公式中：流體質(zhì)量矩陣；阻尼矩陣；流體剛度矩陣；流體壓力向量；單位矩陣；錨加速度向量。根據(jù)應(yīng)力或應(yīng)變張量，破裂方向被定義為潛在的導(dǎo)數(shù)。潛在損失
8、可以是應(yīng)力的一個函數(shù)或應(yīng)變（Kolari，2007年），在彌散裂縫模型中，潛在損失是應(yīng)力的函數(shù)，這意味著該裂紋發(fā)生時應(yīng)力達(dá)到極限的水平。另外，垂直于最大值的水平裂縫，被視為主應(yīng)力的拉伸，因此在壓應(yīng)力狀態(tài)下，沒有損壞記錄。隨著壓力的增加，非彈性變形的持久作用導(dǎo)致混凝土變軟。在任何時候，混凝土初始邊坡的最大
