基于XFEM的寒潮作用下水闸开裂性状分析

• 作者: 于茂 吕杨 张社荣 李宏璧
• 来源期刊: 水利水运工程学报
• 关键词: 水闸 混凝土开裂 寒潮 扩展有限元法(XFEM) 温降 耐久性
• 年，卷（期）: 2015,（3）
• 页码范围: 95-100
• 页数: 6页
• 分类号: TV313
• 语种: 中文
• DOI: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2015.03.014

摘要

水闸普遍存在着可见和不可见的裂缝,带裂缝工作是水闸的常态,当受到寒潮的影响时,已有的细微裂缝会连通、扩展,甚至贯穿整个闸墩,严重影响结构的安全性和耐久性.扩展有限元法(XFEM)通过富集非连续位移模式,使得非连续位移场的表征独立于单元边界,可有效描述混凝土中的裂纹扩展.基于XFEM并结合热力耦合,研究了水闸在不同初始温度下,遭遇不同降温幅度及历时的寒潮作用时的渐进开裂破坏过程,并与某实际工程的开裂情况进行对比,数值模拟结果与现场情况基本吻合.研究结果表明,水闸遭遇寒潮时,靠近闸墩表面的温度与外界温度变化基本一致,靠近闸墩中心的温度变化较小,闸墩内外温差随着寒潮强度的增强而增大;闸墩混凝土的内表温差和约束是导致闸墩开裂的根本原因;裂缝分布在上下游墩头与底板相交的位置,随着寒潮强度的增强,裂缝与底板的夹角、长度及深度也随之增大,对水闸结构的不利影响也越大.因此,寒潮来临时应做好安全监测及混凝土防护工作,控制闸墩的温降以防止裂缝的开展.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张社荣	天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室	159	1507	20.0	30.0
2	于茂	天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室	11	122	5.0	11.0
3	吕杨	天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室	8	88	6.0	8.0
4	李宏璧	天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室	5	37	3.0	5.0