重力坝应力分析：临界能量误差限与自适应有限元法

"重力坝应力的临界能量误差限自适应有限元分析" 本文主要探讨了如何利用自适应有限元法来分析重力坝应力的临界能量误差限。作者张建涛、李俊杰和李留强来自大连理工大学土木水利学院，他们通过这种方法对不同高度和坡比的重力坝进行了研究，旨在解决有限元分析中的一些关键问题，如坝踵应力计算失真和网格剖分标准不统一。 在水工结构，特别是重力坝和拱坝的有限元应力分析中，临界能量误差限的概念日益受到重视。这一概念有望解决有限元法在处理坝踵应力计算时存在的问题。重力坝的V型角点（坝踵）是应力计算的难点，因为不同网格尺寸会导致坝踵区域的应力变化，且这种变化尚未得到充分量化和标准化。 文章指出，对于高坝和具有复杂材料特性的坝体，有限元法在分析各种形状和材料特性时的灵活性是其他传统方法无法比拟的。因此，对坝踵失真问题的研究对于提高有限元法在坝体设计中的应用至关重要。 针对重力坝坝踵应力失真的问题，研究者们提出了不同的解决方案。例如，敖麟建议用特定半径周界的应力来代表坝踵应力，而李启雄等则主张使用垂直拉应力分布的相对宽度作为控制标准。赵代深强调网格剖分在有限元应力控制中的关键作用，并给出了经验公式。陈胜宏等人则提出使用开裂单元来分析坝踵开裂，并呼吁进一步研究配套的应力取值方法和安全准则。 文章的重点在于自适应有限元法的应用，该方法可以根据计算过程中的能量误差自动调整网格，以达到更精确的应力分析。通过研究不同条件下的重力坝，作者发现存在一个临界能量误差限，虽然这个限值会因坝体形状略有变化，但变化不大。这一发现对于制定重力坝的有限元分析标准具有重要意义。 这篇首发论文揭示了临界能量误差限在重力坝应力分析中的潜在价值，为优化有限元网格剖分提供了理论依据，并推动了自适应有限元法在实际工程中的应用。未来的研究可能会进一步细化这些方法，以便更好地理解和预测重力坝在不同条件下的应力行为。