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水库大坝是各国防洪、灌溉等方面重要的工程设施,混凝土重力坝在大坝建设中一直属于占比较大的坝型,混凝土结构在运行期间不可避免有裂缝存在,带缝工作的重力坝的安全性直接关系到下游人民的生命安全和财产利益,因此研究裂缝在静载或地震荷载作用下对重力坝的稳定性影响尤为重要。本文采用ANSYS有限元静动力分析方法,对有水平裂缝的混凝土重力坝进行静力承载力和地震响应分析,主要工作和结果如下:(1)选取有初始裂缝的碾压混凝土重力坝,运用ANSYS软件的参数化设计语言(apdl)建立重力坝二维模型,采用以起裂韧度为参数的混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝扩展准则,计算中考虑的荷载包括:上游面的静水压力、缝内水压力、坝体自重、断裂过程区(FPZ)粘聚力,分析在不同荷载组合下,上游面水平初始裂缝高度和长度对碾压混凝土重力坝静力承载力的影响。得出库水位-裂缝口张开位移(H-CMOD)曲线、库水位-裂缝口剪切位移(H-CMSD)曲线、裂缝扩展路径、断裂过程区长度等。结果表明,30种计算工况的起裂水位高度均超过坝高;当重力坝荷载工况及初始裂缝高度不变,随着初始缝长的增大,重力坝裂缝起裂时裂缝口张开位移(CMOD)、极限承载力时裂缝口张开位移(CMOD)及裂缝口剪切位移(CMSD)增大,裂缝口剪切位移(CMSD)在坝体极限承载力之前基本不变,而起裂库水位、极限库水位、断裂过程区最大长度减小;当重力坝荷载工况及初始裂缝长度不变,裂缝越高,坝体极限承载力降低;考虑水压力的作用会改变坝体承载力,在大坝裂缝静力稳定性分析中不可忽略,考虑缝内水压力的最大断裂过程区长度变小;重力坝裂缝扩展路径均向下游面或坝基方向扩展。(2)另选有水平初始裂缝的碾压混凝土重力坝进行地震动力分析,针对空库、死水位和正常蓄水位三种工况,计算中考虑的荷载包括:上游面静水压力、动水压力、缝内水压力、坝体自重、断裂过程区(FPZ)粘聚力、地震荷载,分析上游面水平初始裂缝高度和长度对碾压混凝土重力坝抗震性能的影响,得出坝顶水平向及竖向动位移时程曲线、裂缝口张开位移(CMOD)时程曲线、裂缝口剪切位移(CMSD)时程曲线、裂缝扩展路径等。结果表明,地震动对重力坝具有更强的破坏力,空库时满足一定长度的裂缝也会扩展;荷载及裂缝高度相同,水位越高沿着坝上游面水压力作用方向的最大位移越大,但裂缝口张开位移和裂缝口剪切位移最大值变小;坝体裂缝扩展角度平缓。