abaqus在高拱坝浇筑仿真分析中的应用

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1、同雪等：ABAQUS在高拱坝浇筑仿真分析中的应用ABAQUS在高拱坝浇筑仿真分析中的应用闫雪，韩铁礼，符建云(河海大学力学与材料学院，南京210098)【摘要】依据某常态混凝土高拱坝的详细施工进度和监测资料，以该拱坝单个典型坝段为研究对象，利用有限元软件ABAQUS所提供的子程序接121，编制水化热、水管冷却子程序及混凝土变弹模本构模型，对拱坝施工期全过程进行仿真计算。重点分析施工过程水泥水化热、水管冷却、变化弹性模量等因素对混凝土浇筑过程的影响，比较形象地反应施工过程中混凝土温度场及温度应力场的分布情况，验证该子程序的正确性及准确性。【关键词】ABAQUS；高拱坝；浇筑过程；温度场

2、【中图分类号】TU755．6【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2013)12—0065—03APPLICATIONoFABAQUSDS删LATIONANDANALYSISOFHIGHARCHDAMCoNSTRUCTIoNPROCESSrANXue。HANTie·li。FUJian—yun(InstituteofMechanicsandMaterials，HohaiUniversity，Nanjing210098，China)Abstract：Basedontheconstructionschedulesandmonitoringdatasofaconcretehigha

3、rchdam．takingthetypicaldamsectionastheresearchobject，usingthesubroutineinterfaceprovidedbythefiniteelementsoftwareABAQUStocompilethesubroutinesofhydrationheat，coolingpipeandconcretevaria—bleelasticconstitutivemodel，thesimulationforthewholeprocessofarchdamduringconstructionperi—odiscalculated．Th

4、epaperanalyzestheinfluencesofcementhydrationheat，coolingpipe，elasticitymodulusontheconstructionprocess，andreflectsthedistributionoftemperaturefieldands~essfieldintheconstructionprocess，alltheseverifythevalidityandaccuracyofthesesubroutines．Keywords：ABAQUS；higharchdam；concretepouringprocess；temp

5、eraturefield混凝土是一种脆性材料⋯，抗拉强度和极限拉伸都略初始条件和边界条件为小，故抗裂能力较低，而混凝土高拱坝从浇筑施工到投入运=(，Y，zJr：O行，一般会经历一段很长时间，在此过程中受诸多因素影厂：，1响，如：气温、浇筑温度、水化热、混凝土材料随时间发生变n(OTOTOT)+fl(Tnn-)=o；J’=化的热力学参数等，极易产生温度裂缝，从而影响坝体稳础砂定，故必须进行温度场和温度应力场仿真分析。在边界，。上满足第一类边界条件，在边界上满足ABAQUS三维有限元软件，具有强大的线性及非线性问第三类边界条件。题求解能力4』，具有丰富的单元库和材料模型库，同时还提在温度

6、荷载作用下，混凝土不仅产生弹性变形，而且随供了大量的用户子程序，使用户能够使用ABAQUS材料库时间的增长产生徐变变形。根据虚功原理，混凝土结构在中没有定义的材料模型。本文主要利用ABAQUS有限元软热、力作用下单元的温度徐变应力矩阵方程：件，及其HETVAL(水化热)及UMAT(用户材料)子程序的[K]{△}={△尸}+{△P：}+{△P：}。+{△P：}二次开发，通过对高拱坝施工期全过程仿真分析，实例验证+{△}(2)其可行性，为拓宽ABAQUS在同类工程中的应用提供参考。根据有限元方法可以求得温度、位移以及应力。方程1温度及温度徐变应力计算原理中各项的意义在相关文献中均有详细论

7、述，限于篇幅，在此混凝土坝施工过程中，由于水泥水化热的作用，混凝土不再复述。的温度将随时间而变化，属于具有内部热源的热传导问题。2工程实例瞬态温度场(，Y，，r)在区域尺内应满足下列方程及边值某混凝土拱坝，位于我国西南部山区，是以发电为主，条件：兼有防洪、灌溉、拦沙、航运等综合利用效益的大型水利水OT_口(磐++)+oa打(1)电工程。大坝为抛物线型变厚双曲拱坝，最大坝高300m，最低温建筑技术2013年第l2期(总第186期)大底宽73m，坝顶宽度12m