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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