水下爆炸冲击作用下混凝土闸坝的失效模式分析
2015-12-21朱祖国王高辉萧燕子
水利与建筑工程学报 2015年5期
朱祖国,王高辉,许 昌,萧燕子
(1.长江水利委员会长江勘测规划设计研究院,湖北 武汉430010;2.武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北 武汉430072;3.黄河勘测规划设计有限公司,河南 郑州450003)
混凝土闸坝由于在防洪、发电、灌溉、航运等综合利用水资源方面可以发挥重要的作用,目前国内各大流域均建有大量的闸坝。闸坝众多是淮河流域的一大特点,截止2000年淮河流域修建的闸坝已达到1.1万余座[1]。除工程本身属于混凝土闸坝外,在兴建的大型水库中,重大水工建筑物均含有闸坝结构物,如混凝土重力坝、拱坝坝身兼有溢流和泄洪作用,土石坝或堆石坝也将在岸边布置泄洪闸或陡槽式溢洪道等工程,混凝土闸坝在水利枢纽中发挥巨大的作用;然而目前在设计混凝土闸坝时主要考虑自重、静水压力、扬压力、地震荷载、共振等常规荷载,在突发爆炸荷载作用下,混凝土闸坝结构的安全性将面临严重的威胁。因此,开展水下爆炸荷载作用下的混凝土闸坝失效模式分析,对提高结构的抗爆安全性能具有重要的作用。
水下爆炸冲击作用下的结构失效是一个十分复杂的过程,然而随着计算机技术的发展,数值方法已成为研究结构抗爆性能的一种重要手段。如徐俊祥等[2]研究了水下爆炸冲击荷载作用下坝体的加速度响应及位移时程变化特点;Yu[3]采用ALE方法研究了混凝土重力坝水下接触爆炸条件下的损伤破坏特征;张启灵等[4-5]对高水位……
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