局部加密法提升高拱坝坝基置换块应力分析效果

本文主要探讨了在高拱坝建设中，如何运用局部加密法来改善坝基处理技术，特别是在处理风化带、构造破碎带和软弱岩带的问题上。作者杜军钢和任灏以一个在建的高拱坝项目为研究对象，重点关注了通过在坝体与坝基之间设置混凝土置换块，并针对关键区域进行局部加密后，对坝体应力分布、位移变化以及整体稳定性的影响。 传统的混凝土置换方法旨在使坝体和坝基材料的变形性能趋于一致，减少局部应力集中，防止局部过大位移，从而提升坝体的整体稳定性。然而，常规的有限元方法在处理这种复杂结构时可能面临计算精度需求与计算资源之间的矛盾，因为网格细化会增加计算单元数量，对计算机性能提出挑战。为解决这个问题，文中引入了姚纬明、李同春等人提出的薄层接触单元理论，这种方法允许在单一模型中模拟不同深度的置换块，减少了模型的重复构建，并优化了计算效率。 在计算方法上，文章强调了在两种材料接触界面（如高拱坝的坝体与坝基）设置过渡单元的重要性，特别是在存在软弱结构面（如断层、节理）的情况下，这些非线性问题需要特殊的连接单元来准确反映。通过对比不同置换深度的效果，研究者旨在找出最优化的处理方案，以确保高拱坝的长期稳定性和安全性。 总结来说，这篇首发论文的核心内容是对局部加密法在高拱坝坝基处理中的实际应用进行了深入的数值分析，着重讨论了其在应力分析、位移控制以及整体稳定性提升方面的有效性，为高拱坝设计和施工提供了科学依据和技术支持。