拱坝的安全度是工程人员关心的主要课题。随着电算技术的发展,有限单元法已逐渐应用在拱坝的应力分析上。该方法特别适用于考虑地基的非均一性、坝体内开设各种孔口、复杂的结构体型和施工步骤等情况,解决了拱梁分载法中较难处理的各种问题,具有广泛的应用前景。 但是有限元法会造成拱坝坝踵、坝址受荷载后的应力集中现象,这与拱坝实际受力状况不符,而且其数值受网格尺寸影响较大,这些都给拱坝应力评价及确定控制应力带来了困难。朱伯芳院士、傅作新教授提出的等效应力法为有限元法的实用化提供了一条有效的途径,但如何合理求解坝体等效应力仍存在一定的问题。 李同春教授提出的改进的拱坝等效应力分析法,假定拱、梁方向上的正、剪应力在拱、梁截面上的面单元内呈双线性分布,从而导出根据截面约束内力求解等效节点应力的公式,并在此基础上导出拱梁向应力为直线分布时的上、下游面等效应力的求解方程和主应力求解公式。本文运用这种方法编制了相应的程序来计算坝体的等效应力,并通过算例证明了该程序的正确性。 最后本文运用常规有限元法对龙门滩四级水电站双曲砌石拱坝进行了应力位移分析,特别注重考虑了自重分期施工过程的模拟,并运用等效应力计算程序计算了坝体的等效应力。