[发明专利]一种混凝土重力坝运行期裂缝扩展判别方法

权利要求书

1.一种混凝土重力坝运行期裂缝扩展判别方法，其特征在于，包括以下步骤：

收集混凝土重力坝的几何、力学参数，确定不利荷载组合；

建立大坝的整体三维有限元模型，对于每种不利荷载组合获取相应工况下整体应力场和变形场；

根据大坝裂缝所在位置和尺寸，明确裂缝所在区的子区域；

根据整体大坝的应力场和变形场确定相应不利工况下子区域的边界条件；

根据裂缝分布、子区域的几何材料和结构特征，以提高计算精度为目的重新优化细化裂缝子区域单元及网格划分；

采用扩展有限元法建立非线性离散控制方程；

采用最大拉应力准则模拟裂缝扩展；

求解非线性离散控制方程；

通过最大拉应力准则判断裂缝是否继续扩展，若扩展则根据裂缝扩展情况优化节点，再根据扩展有限元建立非线性离散控制方程模拟裂缝扩展直至本工况作用下裂缝不扩展为止，类似地再进行下一个工况直至所有不利工况全部模拟完。

2.根据权利要求1所述的混凝土重力坝运行期裂缝扩展判别方法，其特征在于，建立大坝包括基础的整体三维有限元模型，其中上下游方向及建基面以下深度各取两倍坝高，根据网格精度和计算稳定性要求进行网格剖分，通过不利荷载组合采用混凝土徐变本构模型和多场耦合有限单元法获得整体大坝的应力场和变形场。

3.根据权利要求1所述的混凝土重力坝运行期裂缝扩展判别方法，其特征在于，根据大坝裂缝所在位置和尺寸，截取裂缝所在平面的包括裂缝长度的多边形区域作为覆盖裂缝的子空间：如果裂缝位于断面边缘，则向坝体内部深度取3倍最大缝长，高度上下各取1.5倍最大缝长形成一个矩形子区域；如果裂缝位于断面中部，又分两种情况：对于连通裂缝区域，裂缝的端部边界到子区域相应边界直线距离不小于整个缝长，且子区域长宽比不大于2；对于邻近的分区裂缝，采用多个连在一起的满足上述要求的矩形进行完整覆盖。

4.根据权利要求1所述的混凝土重力坝运行期裂缝扩展判别方法，其特征在于，确定不利工况下子区域的边界条件是根据整体大坝的应力场和变形场采用子结构法确定裂缝子区域的边界条件。