如何评价重力坝有限元的计算成果

2010-11-10 51自学网

有限元法由于使用方法灵活，适用范围广泛，能够有效地解决复杂结构的应力分析，自世纪20年代60年代末被用于计算混凝土重力坝坝体应力后，已迅速发展成为进行坝工设计和坝工学科定量研究的一个重要手段。采用有限元法求解重力坝应力时，在坝体的绝大部分与实际的应力较为接近，但是有限元法计算的应力结果与所采用的单元型式和单元网格划分疏密有较大的关系，在坝踵、坝趾等角缘部位存在应力集中现象，网格愈密应力集中程度愈高，而这些部位往往是坝工设计最受关注的控制部位，这给大坝的应力安全评价以及合理确定大坝的应力控制标准带来困难。对于解决水工结构计算问题，有限单元法所具备的优势是《重力坝设计规范》采用的材料力学方法所无法比拟的，但是迄今其仍不能以量化方式纳入重力坝设计规范，主要是因为采用有限元求解重力坝坝踵应力失真，即随网格不同，应力在坝踵区有明显的变化。网格越小，坝踵处拉应力值越大，在坝踵处有限元解具有不确定性；另外，重力坝设计规范是根据材料力学解得出的，而有限元方法没有与之相配套的标准，在进行某些判断时会遇到一定的困难。因此，到目前为止，坝踵区应力的分布规律及控制一直没有得到很好的解决。所以坝踵坝址的应力计算结果一直无法作为设计坝体断面的依据。

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