通过对试 验中不同类型的轴拉试 件进行 数值模 拟，对试验所得数据与模拟结果进行对 比分析 ，证明了模型建立和参数选择的合 理性 。根据诱导缝周 围应变发展情况 ，结合应力分布云图 ，判断诱 导缝 在荷载作用下 的破坏过程 ，提 出了切实有效诱导缝布置方式。 关键词 ： 有限元分析 ；诱导缝 ；等效强度 ；裂缝扩展 中图分类号 ： TU528．01 文献标 志码 ： A 文章编号 ： 1002—3550(2011)07-0010-03 FiniteelementanalysisofequivalentstrengthtestforRCCinducedjoint W ANG Xue-zhi，X U Zong-chao，TIAN Ao—shuang，HE Xiu—bin，ZHANG Yu—mei (CollegeofCivilEngineering，LiaoningUniversityofTechnology，Jinzhou121001，Chinaa) Abstract： Thediferenttypesofaxialtensionspecimensweresimulatedandthetestresultsandsimulateresultswerean alyzed，thenthemodels andparameterschozedinsimulateprocessionwereverifiedreasonable．Accordingtothedevelopmentofstrainaroundinducedjoint，thedamage processionofinducedjointwerejudgedcombingwiththestresscontours，theeffectivelayoutofinducedjointwereproposed． Keywords： finiteelementanalysis；inducedjoint；equivalentstrength；crackpropagation 0 引 言 碾压混凝土筑坝技术凭借其工艺简单、上坝强度高、工期 短 、造价低 、适应性强等特点 ，已经成为最有竞争力的坝型之 一 ， 在我国得到了大力发展和广泛应用。综合我国的碾压混凝土 技术 ，我 国碾压混凝土在配合 比设计上已经形 成少水泥用量 、高 粉煤灰掺量的特点 。但也正是 由于粉煤灰的大量掺 人 ，水化热散 发时间缓慢 ，同时由于碾压混凝土上升速度快，导致温度应力 增加 ，从而使坝体出现破坏。目前较为成熟的温控措施就是设置 诱导缝，即靠诱导缝 自身对其所受拉应力的放大来优先使坝体 在诱导缝处成缝。因此对于诱导缝的数值分析方面的研究 ，越 来越受到专业人士的重视。 目前 ，国内对于碾压混凝 土诱导缝 的分 析主要是运用 断裂 力学理论 ，对碾压混凝土诱导缝等效强度及裂纹尖端应力强度 因子进行数值分析 。清华大学 的曾昭扬教授在 “八五”攻关期 间， 以单 向间隔诱导缝为例 ，将内部矩形的诱导缝简化为无 限大板 的单 向、短轴 间隔 、穿透裂缝模 型 ，根据断 裂力学理论 ，得 到 了 诱导缝的等效强度的计算式 ，并据此提出了断裂判别式以及有 效作用范围估计方法Ⅲ。在“九五”攻关其间，曾昭扬教授对诱导 缝强度以及诱导缝和横缝的布置做了研究[21。该研究着重在于 诱导缝断裂机理 的理论 研究 ，得到缝尖应力强度因子的表达式 ， 同时考虑相邻诱导缝短轴方向的影响及远场应力 和诱导缝 短轴的有效裂缝长度这两个因素，计算了裂缝开始失稳扩展时 诱导缝断面的远场应力，并将此远场应力作为诱导缝的等效强度， 推导出等效强度． 的表达式。同时，大连理工大学的赵国藩院士 和宋玉普教授共同负责的大连理工大学的《沙牌碾压混凝土拱 收稿 日期 ：2011．01—18 基金项 目：国家 自然科学基金(50709013) · 10 · 坝应力应变全过程仿真分析》项目组，引入了双 K断裂理论 ，用 混凝土的起裂韧度计算诱导缝等效强度．，并以此反映具有宏 观裂缝坝体的抗裂性能，同时分析了沙牌拱坝在施工期和运行 期的应力场以及诱导缝在施工期和运行期的开裂状况肼；华北 水利学院的赵中极等提出了一种计算模拟混凝土构件荷载一位 移 全过程 曲线 的方法—— 刚度 荷载法 ；中交水运规 划设计 院 的张雪虎、天津大学的张社荣建立了任意加密有限元剖分网格的 三维随机有限元 自适应算法进行拱坝温度应力裂缝的计算嘲； 河海大学的顾爱军等问借助大型通用有限元软件 ANSYS计算 软件对碾压混凝土拱坝诱导缝的工作机理和作用进行了探讨 ， 用线弹性断裂力学方法从局部分析了诱导缝的设置问题。 本研究借助于有限元软件对碾压混凝土试件进行模拟分 析 ，对 比试验结果 ，得 出更有意义 的诱导缝布缝方案 ，进一步研 究诱导缝 的工作机理 。 1 数值模拟模型 的建 立 对于穿透型诱导片轴拉试件，可以直观的从表面的裂缝处 观察到混凝土的应力及应变发展情况 ，从而分析诱导缝周围的 应力变化。对于非穿透型诱导片轴拉试件，一方面对整体模型进 行模拟分析；另一方面为了观察诱导缝周围的应力应变发展过 程 ，对其进行简化模型分析 ，根据其 、'，、z方 向的几何和荷载 的 对称性 ，取 1／4部分作为计算模型 ，不仅简化了分析过程，更重 要的是观察到了诱导缝处的开裂变化。 对于模型之中诱导片的放置，采取对实体模型中诱导片部 位进行掏空的做法 ，因为诱导片的设置 目的就是切断混凝土之 间的连接 ，达到削弱等效强度的目的，因此认为这种做法可行

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