基于比例邊界有限元的混凝土壩溫度斷裂研究.pdf

1、混凝土重力壩斷裂的原因有很多種，溫度變化產生的溫度荷載引起的壩體開裂是主要原因之一。壩體在庫水溫度、大氣溫度、太陽輻射、混凝土水化熱等作用下，產生較大的內外溫度差，進而在壩體內形成溫度應力場。當大于壩體的極限抗拉強度時，壩體開裂產生溫度裂縫。從而降低結構的穩(wěn)定性，危及結構安全，因此，研究混凝土壩在溫度荷載作用下的斷裂情況非常重要。
　　本研究基于比例邊界有限元方法提出了溫度斷裂模擬的模型。使用比例邊界有限元法求解結構溫度場，結構分

2、析中的溫度荷載表示為徑向坐標的函數(shù)并等效為若干項冪級數(shù)之和，基于線性疊加原理求解結構響應。該模型的特點包括：只要離散求解域的邊界從而降低了求解問題的維數(shù)；在求解溫度場、位移場和應力場時均可獲得半解析解，應力強度因子求解精度高。在網格生成和重剖分中引入多邊形技術，將網格處理工作量減至最小，適合模擬裂縫擴展過程。通過多個板和預制一條裂縫的梯形壩承受溫度荷載的溫度場分析、結構分析以及裂縫擴展模擬對本文模型進行了驗證。本文為求解結構在溫度荷載作