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重力坝边缘应力计算-重力坝应力分析例题

边缘计算 11个月前 (05-06) 166

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1、温度变化：重力坝在温度变化时，会因为材料热膨胀系数和环境温度的变化而产生应力。当温度升高时，坝体会膨胀，产生压应力；当温度降低时，坝体会收缩，产生拉应力。这种温度应力可能导致坝体开裂或变形。

2、重力坝应力分析可以归结为理论计算和模型试验两大类。目前常用的有：模型实验法、材料力学法、弹性理论的解析法、弹性理论的差分法和弹性理论的有限元法。

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3、重力坝应力分析中材料力学法的基本假设有哪些如下：连续性假设——组成固体的物质内毫无空隙地充满了固体的体积。均匀性假设——在固体内任何部分力学性能完全一样。

4、在重力坝设计阶段，为了验算拟定坝体断面是否符合强度要求，是否经济合理，确定坝内材料分区，为某些部位的配筋提供依据，需要通过一些方法对重力坝进分析。

5、对于实体重力坝的应力分析，一般可***用二维有限元法，属于空间性质的问题，可***用三维有限元法。对于中、低坝，当地质条件较简单时，可只用材料力学方法计算坝的应力。

（图片来源网络，侵删）

6、稳定破坏方式的影响不同：重力坝的稳定破坏方式是坝体沿抗剪能力不足的薄弱层面产生滑动，对结果会产生巨大影响，土石坝的稳定破坏方式是滑坡，对结果产生的影响相对较小。

应力的计算方法很多，可归纳为理论计算和模型实验两大类。设计时一般使用理论计算的方法，理论的计算方法有材料力学法、弹性理论和弹塑性理论的方法。在任何可能出现的荷载组合的情况下，重力坝都必须保持稳定。

在工程中，应力和应变是按下式计算的：应力（工程应力或名义应力）σ=P/A。，应变（工程应变或名义应变）ε=（L-L。）/L。式中，P为载荷；A。为试样的原始截面积；L。为试样的原始标距长度；L为试样变形后的长度。

因此，应力的公式为：σ = F/A，其中σ表示应力，F表示力，A表示力作用的面积。就像我们经常听到的“压强”一样，应力也可以称为“单位面积内的力”。应力通常被测量为牛顿/平方米（或帕斯卡）。

应力计算公式如下：正应力公式：σ=W/A（kg/mm^2）W：拉伸或压缩载荷（kg）A：截面积（mm^）；剪切应力：σ=Ws/A（kg/mm^2）Ws：剪切力载荷（kg）A：截面积（mm^2）。应力定义为“单位面积上所承受的附加内力”。

沉降：由于重力坝的自重和地基承载能力的限制，坝体会发生沉降。沉降会导致坝体内部应力的重新分布，尤其是在沉降不均匀的情况下，可能会在沉降量大的部位产生过大的拉应力，导致坝体开裂。

1、排水系统是一种手段，如没有加压系统，孔隙中的水没有压力差就不会自然排出，地基也就得不到加固。如果只增加固结压力，不缩短土层的排水距离，则不能在预压期间尽快地完成设计所要求的沉降量，强度不能及时提高，加载也不能顺利进行。

2、参考答案：作用于重力坝上的主要荷载有：坝体自重、上下游坝面上的水压力、浪压力或冰压力、泥沙压力及坝体内部的扬压力以及地震荷载等。

3、b大的附加应力大，因为b越大附加应力系数越大。

4、由于岩层斜倾河床，受重力与岩体胀缩应力影响，产生开裂错动，形成多条裂隙，和裂隙左侧的陡崖。左岸的壬坝段，即贴在这样的陡崖上。

5、在地应力作用地区，非均质的地应力对井壁稳定会产生很大的影响。长期以来，地质部门设计钻井液密度均依据所钻遇油气水层时的压力系数，而未考虑易坍塌地层可能存在异常孔隙压力与地应力，以及所造成的高地层坍塌压力对井壁稳定的影响。

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