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混凝土坝病变和损伤的监控理论和分析方法研究

吴子平  
【摘要】: 大坝安全监控模型,在分析评价大坝安全性态中起着重要作用。本文针对大坝混凝土坝病变和损伤的监控理论和分析方法进行研究。 1)大坝安全监测数据的可靠性对分析结果有较大的影响,误差的分析和模型的正确选择是大坝安全评判监控的关键。建立灰色回归-时序组合模型对大坝观测数据进行处理,能有效识别观测数据的粗差,模型的拟合精度高,能够较好地分析大坝的原型结构性态。 2)研究了混凝土病变和损伤其本质是混凝土材料性能劣化过程,推导出混凝土坝病变和损伤本构方程,揭示了混凝土病变和损伤演变规律。阐述了混凝土病变和损伤机理,从材料微观结构开始导出温度荷载下的病变和损伤演变方程,建立混凝土温度损伤模型有一定的现实意义。 3)利用混凝土断裂力学和微观力学的研究方法,建立了混凝土温度损伤模型;从混凝土组成的细观角度出发,研究水泥砂浆包围的骨料,在温度荷载作用下首先在骨料与砂浆的界面上产生界面微裂缝。推导出了混凝土在温度荷载作用下混凝土温度损伤演变方程。 4)采用损伤有限元对拱坝进行损伤场及考虑损伤行为的应力场的计算。损伤有限元计算是在断裂-损伤有限元的程序中加入了温度损伤演变方程。 5)运用坝工理论和数学力学原理,建立了混凝土坝裂缝确定性模型。结合工程实际,对大坝实测资料进行时空分析、结构计算和模型分析,分析混凝土裂缝产生和扩展规律。


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