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变形加固理论 拱坝加固
编辑:加固企业  来源:本站  发表时间:2014/1/8 8:58:05  点击:1585

    变形加固理论针对的是关联理想弹塑性材料结构的小变形弹塑性阐发,这和结构极限阐发的出发点是一致的。变形加固理论主要研究荷载超出结构极限承载力后的结构行为,或者说结构失稳行为。该行为在经典极限阐发理论中是没有定义的。但掌握结构失稳行为无疑是确定有效加固措施的前提。
 
   高拱坝和坝基是一个复杂的高次超静定结构。就超载破坏来说,结构发生坝踵开裂、坝趾压剪屈服、断层错动等局部破坏现象后,到整体溃坝仍有很大的超载幅度。在经典极限阐发中,对给定超载路径下的结构,只能有一个极限承载力,出现局部破坏就意味着进入极限状态,此时外荷载即为极限承载力。故经典极限阐发无法处理出现局部破坏后的丰富的破坏现象,这也是发展变形加固理论的原因之一。
  
  变形加固理论的基本要点可表述为:对给定外荷载下的结构,结构出现不平衡力的区域即为首先破坏区域;为维持稳定,出现不平衡力的区域就是需要加固区域;加固力和不平衡力大小相等,方向相反。变形加固理论的基础是最小塑性余能道理,它要求在给定荷载下结构总是趋于加固力最小化、自承力最大化的状态。
 
   早期的变形加固理论需要依托三维弹塑性有限元阐发的迭代算法加以说明,本文按一般弹塑性理论对弹塑性结构从头构建了变形加固理论的理论框架,完全摆脱了有限元的描述方式,并创立了基于塑性余能的结构稳定性理论。本文初度提出结构失稳的明确定义:即对某一结构来说,失稳就是在给定荷载及加载路径下,结构不存在同时满足平衡条件、变形协调条件和本构关系的力学解,并创立了此定义的严格的集合逻辑表述;同时以此定义为出发点,从头推导了最小塑性余能道理。推导表明最小塑性余能道理是结构平衡条件、变形协调条件和本构关系的集中体现,而不是原推导所表明的只和塑性本构方程有关。同时,定义了应力张量和应力场的欧氏空间,使得变形加固理论可以在欧氏空间有明确的几何描述。作为变形加固效率的例证,从变形加固理论的角度,对经典的地基承载力阐发进行了新的诠释,进行了数值计算。同时,将变形加固理论和刚体极限平衡法进行了对比。
 
   变形加固理论最初的应用是研究确定拱坝坝趾锚固力,本文则将应用面扩大到拱坝整体稳定性的评价,以及在拱坝整体安全度下对坝踵开裂、坝趾压剪屈服、断层错动等破坏现象的统一评价及加固阐发,并通过高拱坝应用实例加以说明。

    发展和完善了变形拱坝加固理论:提出结构失稳的严格定义及其集合逻辑表述,发展了基于塑性余能及其变分的结构稳定性判剧:完善了最小塑性余能道理的证明,指出它是结构平衡条件、变形协调条件和本构关系的集中体现。提出结构整体稳定性可以用结构整体安全度与塑性余能的关系曲线来描述的新思路,并应用于高拱坝整体稳定性评价。结果表明,变形加固理论为评价高拱坝的整体稳定性、坝踵开裂、坝趾锚固、断层加固等高拱坝关键技术问题提供了统一和实用的理论框架和基础。

 

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