摘要：针对水工结构有限元分析中存在的网格剖分困难、计算精度不易控制、成果整理工作量大等问题,采用笔者前期提出的独立覆盖流形法,发展了一系列新的分析技术:基于任意形状、任意连接和任意加密的覆盖网格,在保持结构精确几何外形的条件下进行网格自动剖分,结合计算精度控制和成果自动整理,尝试了无需人工参与的自动计算,并为水工结构工程设计与工程分析的融合打下基础;采用解析解与数值解的联合计算方式,提出了坝踵、裂缝尖端等应力奇异区的求解新思路;基于独立覆盖的梁板壳分析,为精确几何的拱坝分析与体形优化、水工薄壁结构分析开辟了新的路径。将来可在模拟水工结构施工、运行过程及考虑多种非线性的仿真分析中实现自动计算,并借助新方法提供稳定可靠的数值分析成果,以实现水工结构分析的标准化、规范化和自动化。

摘要：阐述了坝工混凝土及其建筑物寿命的现状 ,指出国外坝工界认为混凝土坝的耐久寿命至少为 10 0 a,而我国混凝土坝的平均寿命为 3 0～ 5 0 a,2 1世纪我国将要付出高昂代价去加固修复病坝、危坝。美国胡佛大坝是 2 0世纪十大建筑物之一 ,是世界长寿名坝。提出我国的巨型混凝土坝设计 ,应当把胡佛大坝作为“样板坝”。

摘要：高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)最早由美国密歇根大学Li教授于20世纪90年代设计提出,近年来在工业与民用建筑建领域中得到了较为广泛的应用。长江科学院提出了适用于水工建筑的水泥基复合材料(HECC)概念。根据不同水工结构功能要求,HECC应具有按需设计的拌和物性能和成型方法、中等强度、低弹性模量、按需设计的延伸率、较强的热稳定性、高耐久性、可控的裂缝宽度以及较为宽泛的原材料选择。在此基础上,提出了HECC在堆石坝新型坝基廊道、面板堆石坝新型防渗面板、堆石坝新型心墙结构、拱坝基础约束区抗震防裂结构等水工结构中的应用构想。同时,展望了HECC未来拟研究的方向。研究成果对于提高水工结构的安全性、经济性和耐久性有参考价值。

摘要：计算机辅助工程中的设计—分析—再设计的反复过程,蕴含着计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程分析(CAE)相融合的迫切需求。提出基于CAD几何的数值流形方法:按照CAE真实物理场分布的复杂程度来布置数学网格和设置近似函数阶次,比等几何分析方法更合理;只需引入自动且快速的切割操作,就能实现CAD模型进入CAE后无需修改而直接建模;针对以往的流形法需要将曲线边界离散成折线的问题,给出了曲线边界与网格直边的切割算法,实现了几何模型在CAE建模和网格细化中的保形性;针对流形法通常使用的多项式近似函数,推导了曲线"近似"单纯形的解析积分公式并应用于带有曲线边界的流形元的精确积分运算;最后通过平板内的圆孔算例验证了方法的可行性。该方法对CAD和CAE的融合提出了全新的思路,为实现CAD进入CAE后的自动化分析打下了基础。

摘要：与混凝土坝相比,船闸闸首、泵站类薄壁大体积混凝土结构体型相对较小,但结构型式与受力复杂、约束明显且采用泵送高性能混凝土浇筑,早期混凝土放热量较常态混凝土大且发热快,施工期比大坝更易产生温度裂缝,其防裂设计成为施工质量控制的难点之一。结合在建的引江济淮枞阳船闸上闸首工程,采用三维有限元法仿真分析手段,模拟真实环境、材料、结构、温控措施的影响,分析结构施工期温度场、应力场以及开裂风险,并提出针对性的防裂措施。研究表明,输水廊道、墩墙、空箱及启闭机房周边大体积混凝土等功能性部位为高风险开裂部位,实现控温浇筑、通水冷却以及表面保温的多措并举且差异化控制,能够大大降低其开裂风险,可为引江济淮工程薄壁结构防裂设计提供参考。

摘要：介绍了多年来三峡枢纽大坝结构研究的概况,并运用数学模型和物理模型的研究成果,从大坝的静力分析、动力分析、稳定分析和可靠度研究四个方面,论证了三峡枢纽大坝结构设计的合理性。

摘要：为研究RCC大坝并块浇筑设计中设置诱导缝长度的合理范围,通过模拟大坝建造过程的三维有限元仿真计算,对上、下游诱导缝不同长度设置方案诱导缝的设置效果进行了对比分析。结果表明:大坝诱导缝设置长度应具有一合理的范围,过长、过短都对坝体受力状况不利。彭水大坝上游诱导缝长度取3m,下游诱导缝长度取3m或适当延长对坝体受力更有利。

摘要：在水工沥青混凝土防渗结构中,沥青与酸性骨料界面黏结性较差,长期浸水环境下沥青与酸性骨料界面处的沥青膜容易被水置换造成沥青与骨料分离,从而降低整个沥青混凝土结构的耐久性。尝试通过添加抗剥落剂来提高酸性骨料沥青混凝土的耐久性,并对掺抗剥落剂的酸性骨料沥青混凝土和碱性骨料沥青混凝土长龄期浸水和冻融循环后的力学性能与耐久性能进行了试验研究。结果表明:掺加抗剥落剂可有效改善酸性骨料与沥青之间的黏结力,提高酸性骨料沥青混凝土的力学性能与耐久性能;与碱性骨料沥青混凝土相比,掺抗剥落剂的酸性骨料沥青混凝土具有更加优异的综合性能,可用于水工防渗建筑中。

摘要：通过1∶5的整环衬砌结构仿真模型试验,在运行期各种工况下,对内外衬结构的受力机理、结构变形、应力以及接头刚度进行了研究和分析。结果表明:双层衬砌在设计内水压力作用下,径向变形和环向接缝变形数值都很小,结构工作性能良好;外衬管片之间的几何尺寸配合的好坏不仅对施工期外衬管道的结构受力状态有较大影响,而且对内外衬在内水压力作用下的应力状态也有一定影响;内外衬荷载的承担比例有较大差别。就极限承载能力而言,在超内水压力情况下,双层衬砌结构有较大的安全余度。

摘要：乌东德大坝是世界上首座全坝应用低热水泥的特高拱坝,大坝混凝土采用“低热水泥+35%Ⅰ级粉煤灰”胶凝材料体系设计方案,全面掌握大坝混凝土性能对工程安全运行至关重要。对乌东德大坝胶凝材料水化性能、混凝土力学性能、混凝土变形性能、混凝土绝热温升等开展了试验,研究了乌东德大坝低热水泥混凝土5 a龄期的性能发展规律。研究表明,乌东德大坝混凝土用胶凝体系在3 a龄期后水化程度为90.4%,水化进程达到准稳定状态;从性能发展规律可分析得出,大坝混凝土最终抗压强度为70.5 MPa、弹性模量约42 GPa、干缩约380×10^(-6)、自生体积变形约20×10^(-6),较同条件下中热水泥混凝土,具有长期强度高、弹性模量相当、长期体积稳定性好等特点;乌东德大坝混凝土绝热温升的最终收敛值为27.9℃,3 a龄期后绝热温升年增长仅0.1℃,后期无“翘尾”现象。综合分析可知,乌东德大坝混凝土的各项性能约1 a龄期后逐步进入缓慢收敛状态,3 a龄期后基本达到稳定状态。