淮安板闸遗址受力性能的非线性有限元分析

摘要：

为了解具有复杂形式和结构的淮安板闸遗址受力性能,采用FRANC 3D和ANSYS软件对淮安板闸遗址进行非线性有限元计算,研究存在初始裂缝的板闸遗址主体的受力及其周边土体的应力分布.研究结果表明:对于考虑含初始裂缝的板闸有限元模型,根据M积分法计算得到应力强度因子和J积分,并使用最大周向应力准则预测裂缝结果;在工况组合"自重+填土压力+水压力+0.75倍的设计附加堆载"作用下,淮安板闸主体结构曲率变化处的斜向裂缝,将会持续以下端开裂早于上端开裂的趋势,保持扭转撕裂的形式发展.对板闸遗址主体结构与周边土体进行参数分析,得出极限应力与板闸弹性参数、土体Drucker-Prager模型参数、板闸与土体间摩擦系数、附加荷载值之间的关系;同时,给出板闸遗址背部填土的较优Drucker-Prager模型参数区间,即粘聚力为12～20 kPa,内摩擦角为10°～20°,膨胀角/内摩擦角的比值为0～0.3,此时附加荷载增大对板闸遗址的应力提高效应较不敏感.

关键词：淮安板闸遗址、受力性能、M积分法、最大周向应力准则、有限元模型、建筑遗产保护

所属期刊栏目：41

分类号：TV66;TU-78(水利枢纽、水工建筑物)

资助基金：国家自然科学基金重点资助项目51138002

在线出版日期：2020-07-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：447-458