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循环加卸载作用下水浸煤体渐进损伤机理试验研究 被引量：1
1
作者 王方田 汤天阔 +4 位作者 张村 窦凤金 魏学谦 孙暖 成家章 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期89-102,共14页
煤矿地下水库技术已成为实现矿井水资源保护与利用的有效途径。在应力与水浸作用下,煤柱坝体强度劣化效应将直接影响地下水库工程的稳定性。基于此,开展不同含水状态煤样循环加卸载试验,利用声发射设备监测试验中煤样的损伤特征,并采用... 煤矿地下水库技术已成为实现矿井水资源保护与利用的有效途径。在应力与水浸作用下,煤柱坝体强度劣化效应将直接影响地下水库工程的稳定性。基于此,开展不同含水状态煤样循环加卸载试验,利用声发射设备监测试验中煤样的损伤特征,并采用核磁共振(NMR)设备检测煤样孔隙发育,揭示不同含水状态及循环应力下煤体渐进损伤演化机理。结果表明:不同含水状态煤样随循环级数的增加,声发射信号逐渐增加,裂隙发育程度逐渐加大;循环应力作用下煤体的损伤破坏主要发生在首次达到每级峰值荷载时,随后仅发生小幅度损伤。水岩作用对声发射具有弱化效应,含水煤样在循环应力作用下易发生应力突变,对煤体造成瞬时损伤破坏,且随含水程度的增加,突变次数也有所增加。在3级循环加卸载后,各级干燥煤样的T_(2)曲线幅值相较于未循环加卸载煤样均增大,干燥煤样孔隙数量随循环级数的增加而增多;自然和饱和煤样在前两级循环加卸载后T_(2)曲线幅值增加,曲线范围变宽并向右半部分偏移,煤样孔隙数量增加,第Ⅲ级循环加卸载后,中微孔数量降低幅度较大,大孔数量均有小幅增长,煤样总体孔隙数量降低。含水煤体随着循环应力的增大,煤体的孔隙变化呈现低幅的增大—降低—增大的趋势,水浸煤体在应力作用下孔隙变化加剧,更易产生大孔孔隙结构,造成煤体累积损伤破坏。Ⅰ、Ⅱ级循环加卸载后,各煤样的孔隙度上升,Ⅲ级循环后干燥煤样孔隙度上升,自然与饱和煤样孔隙度下降。Ⅲ级循环加卸载后,干燥煤样的抗压强度为14.27 MPa,较未进行循环加卸载时的平均值降低了9.85%;饱和煤样的抗压强度为8.49 MPa,较未进行循环加卸载时的平均值降低了24.87%;煤样的强度随含水程度及循环级数的增加而降低。 展开更多
关键词 煤柱 水浸煤体 循环加卸载 孔隙变化 渐进损伤
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干湿循环石灰岩动态压缩能量演化及变形破坏特征 被引量：1
2
作者 段继超 宗琦 +3 位作者 高朋飞 汪海波 吕闹 王浩 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第7期81-94,共14页
为研究干湿循环石灰岩在动态压缩破坏过程中的能量耗散规律,采用直径50 mm分离式霍普金森压杆试验系统,对不同干湿循环等级的石灰岩试样进行动态压缩试验,结合超高速摄像机探究干湿循环作用及应变率对石灰岩样动力学参数、应变场演化规... 为研究干湿循环石灰岩在动态压缩破坏过程中的能量耗散规律,采用直径50 mm分离式霍普金森压杆试验系统,对不同干湿循环等级的石灰岩试样进行动态压缩试验,结合超高速摄像机探究干湿循环作用及应变率对石灰岩样动力学参数、应变场演化规律、能量耗散特征以及破碎分形维数的影响,并借助扫描电子显微镜观测干湿循环过程中石灰岩微观结构的演变过程,揭示其宏观物理力学劣化行为的微观机制。结果表明:随着干湿循环次数的增加,石灰岩试样内部胶体溶解、颗粒受损,导致其结构骨架承载能力下降,进而表现为试样纵波波速、抗压强度和弹性模量的逐渐降低及孔隙率的增加;在冲击荷载的持续作用下,试样经历动态平衡后,其薄弱环节率先形成最大主应变集中域,应变集中域随加载时间延伸、聚集并伴随微裂纹产生、扩展、交错,最终形成破裂面,直至试件破坏;随着应变率的提升,试样内部微裂纹生成与活化显著增强,进而促进了抗压强度的提高,同时动态压缩破坏过程中试样最大主应变增大,耗散能增加,分形维数也相应提高;随着干湿循环次数的增加,试样内部孔隙和微裂隙等结构缺陷逐渐显著,进而在动载压缩破坏过程中引起试样最大主应变的上升,耗散能的减少,并伴随分形维数的增大。研究结果可为干湿循环岩体动力灾害控制提供重要的理论支撑和参考依据。 展开更多
关键词 岩石动力学 干湿循环 数字图像相关法 能量耗散 分形维数 劣化机制
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月牙形索桁罩棚结构的施工成形分析和试验 被引量：8
3
作者 邓华 祖义祯 +4 位作者 沈嘉嘉 白光波 董石麟 张志宏 陈玲秋 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期488-494,527,共8页
对浙江省乐清市体育场所采用的新型月牙形空间索桁罩棚结构的施工方法进行了研究.提出一种在低空台架组装构件,并依次牵引上下径向索提升整体结构的施工方案.利用动力松弛法对体系的提升过程进行了数值模拟.从减小牵引距离的角度计算了... 对浙江省乐清市体育场所采用的新型月牙形空间索桁罩棚结构的施工方法进行了研究.提出一种在低空台架组装构件,并依次牵引上下径向索提升整体结构的施工方案.利用动力松弛法对体系的提升过程进行了数值模拟.从减小牵引距离的角度计算了组装台架的合理形状.分析了提升过程中体系的形状和内力变化特点,并发现局部撑杆倾倒的情况.借助于乐清市体育场罩棚结构的1∶15试验模型,依据该施工方案进行了张拉提升试验.测量了各提升步骤的环索节点坐标、环索和径向索的轴力,且与数值模拟结果相比符合良好.数值分析和试验结果表明:采用低空组装整体提升的施工方法可以实现月牙形空间索桁的有效成形,提升过程体系运动形态总体稳定. 展开更多
关键词 月牙形罩棚 索桁张力结构 施工模拟 成形分析 提升试验
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张家口西部山区农村民居抗震性能调查与分析 被引量：12
4
作者 贾晓辉 李皓 +3 位作者 李姜 贾军鹏 杨凡 张合 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第A01期128-133,共6页
张家口西部地区位于晋冀蒙交界区,该地区地形以山地为主,在1998年张北6.2级地震中农村房屋曾遭受严重破坏。对张家口西部山区农村民居的抗震性能进行调查,分析农村民居土坯拱窑洞、土木结构、砖木结构的特点,并依据建筑年代将农村民居... 张家口西部地区位于晋冀蒙交界区,该地区地形以山地为主,在1998年张北6.2级地震中农村房屋曾遭受严重破坏。对张家口西部山区农村民居的抗震性能进行调查,分析农村民居土坯拱窑洞、土木结构、砖木结构的特点,并依据建筑年代将农村民居划分为传统民居和当代民居,统计发现,建筑年代较老的传统民居仍然占相当比例。通过分析房屋建筑结构特点,给出本区农村民居缺少考虑地形效应和局部场地条件,门窗开洞大,硬山搁檩、穿靴戴帽和两重皮现象普遍存在的抗震薄弱环节,并针对薄弱环节提出具体对策与建议,以期提高该地区的抗震设防能力。 展开更多
关键词 农村民居 抗震性能 地形效应 地震易损性
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逆变型磁流变阻尼器的设计及性能试验 被引量：6
5
作者 杜修力 牛东旭 +1 位作者 廖维张 贾鹏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期49-53,共5页
首先介绍磁流变阻尼器（Magneto—rheological Damper）的设计原理，设计制作了一种新型的阻尼器一逆变型MR（Magneto-rheological）阻尼器，并在小振动台上对其进行了性能试验，重点研究此阻尼器在高频（10～50Hz）下的工作性能，并采... 首先介绍磁流变阻尼器（Magneto—rheological Damper）的设计原理，设计制作了一种新型的阻尼器一逆变型MR（Magneto-rheological）阻尼器，并在小振动台上对其进行了性能试验，重点研究此阻尼器在高频（10～50Hz）下的工作性能，并采用修正的Bouc-Wen模型，结合试验结果，确定了其中的模型参数。所得到的结论：（1）将永久磁场和电流磁场结合起来从而实现阻尼器的逆向控制的设计思路时可行的，铜制隔磁环的设置保证了磁力线沿理论设计的路径穿行，又使线圈避免与磁流变液的长期接触腐蚀从而提高其耐久性；（2）所采用的修正的Bouc—Wen模型能较好地模拟阻尼器的高频性能，为此种阻尼器在高频波下的应用提供了理论依据；（3）试验结果表明：阻尼力一位移滞回曲线比较饱满，阻尼力一速度曲线基本符合理论假定。在15～50Hz频段内，修正的Bouc—Wen模型中的各参数取值较为稳定。 展开更多
关键词 逆变型磁流变阻尼器 高频波 振动特性 性能试验
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含水率对煤样声发射特征和碎块分布特征影响的试验研究 被引量：25
6
作者 冯国瑞 文晓泽 +4 位作者 郭军 王朋飞 钱瑞鹏 闫勇敢 郝晨良 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2910-2918,共9页
利用SHT4605电液伺服试验机和声发射检测系统,开展不同含水率煤样单轴压缩试验,辅以分形理论和声发射特征参数分析,定量化研究含水率对煤样力学特性及破坏特征的影响。研究结果表明:含水率的增大使煤样软化的同时削弱其脆性,破坏过程更... 利用SHT4605电液伺服试验机和声发射检测系统,开展不同含水率煤样单轴压缩试验,辅以分形理论和声发射特征参数分析,定量化研究含水率对煤样力学特性及破坏特征的影响。研究结果表明:含水率的增大使煤样软化的同时削弱其脆性,破坏过程更加缓和,峰值应力由干燥时的23.91 MPa下降为饱水时的16.03 MPa,劣化超过30%;AE能率呈现明显的"平静—激增—衰减"阶段变化特征,AE能率平静期在线弹性阶段占比由干燥时的90%逐渐下降为饱水时的不足60%,干燥煤样的AE能率峰值是饱水煤样的10倍以上;煤样破坏后宏观裂纹数量随含水率增大而增多,煤样破坏形态趋于复杂,有剪切破坏向柱状张拉破坏转化的趋势;不同含水率煤样破碎块体在小于尺寸阈值50 mm的范围内自相似性良好,随煤样含水率增大,破碎块体分形维数D线性递减趋向于2,小颗粒煤屑质量占比下降,较大破碎块体(给定阈值以下)占比增加,块体向粒径均匀化发展。 展开更多
关键词 含水率 破坏特征 煤 AE能率 分形维数
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两邻跨受火RC三跨连续板抗火性能试验研究 被引量：5
7
作者 陈礼刚 高立堂 +1 位作者 李晓东 董毓利 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2006年第1期100-104,共5页
为了了解钢筋混凝土连续板在火灾下的变形规律和破坏机构,采用自行研制的燃油火灾试验炉,对足尺钢筋混凝土三跨连续板进行了恒载下两邻跨受火的试验研究.试验结果表明:钢筋混凝土连续板在升温过程中受火跨经历了较复杂的变形过程,且降... 为了了解钢筋混凝土连续板在火灾下的变形规律和破坏机构,采用自行研制的燃油火灾试验炉,对足尺钢筋混凝土三跨连续板进行了恒载下两邻跨受火的试验研究.试验结果表明:钢筋混凝土连续板在升温过程中受火跨经历了较复杂的变形过程,且降温后存在较大的残余变形;连续板在火作用下产生了剧烈的内力重分布;其破坏机构与常温下相比有巨大差别,破坏铰出现在受火中跨靠近受火边跨的板负筋截断处,破坏时连续板被分解为两个受力单体:两块带悬臂的简支板. 展开更多
关键词 钢筋混凝土 火灾 火灾试验 连续板
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纤维杆元模型在框架结构非线性分析中的应用 被引量：14
8
作者 吕西林 卢文生 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2006年第1期14-22,共9页
本文基于Fiber模型,结合分段变刚度概念,推导建立了便于框架结构非线性分析应用的纤维杆元模型,即由杆件两端弹塑性区的纤维子单元及杆件中部弹性区的弹性子单元组成。弹塑性区由于受力较大,采用精细的纤维子单元模拟,中间弹性区受力相... 本文基于Fiber模型,结合分段变刚度概念,推导建立了便于框架结构非线性分析应用的纤维杆元模型,即由杆件两端弹塑性区的纤维子单元及杆件中部弹性区的弹性子单元组成。弹塑性区由于受力较大,采用精细的纤维子单元模拟,中间弹性区受力相对较小,直接采用弹性子单元代替;同时,应用增分理论,分别推导了三维纤维子单元及弹性子单元的单刚矩阵,并采用静力凝聚方法,集成了三维纤维杆元模型的刚度矩阵。另外,直接应用混凝土及钢筋的本构关系,利用该计算模型对一栋12层框架结构进行了时程非线性分析,计算结果与振动台试验结果进行了比较,比较结果表明两者在结构动力特性,位移响应方面等均吻合较好,验证了该模型的有效性,可为推广使用提供参考。 展开更多
关键词 框架结构 Fiber模型 纤维杆元模型 非线性分析
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山地与平原地形对地震动影响的对比分析 被引量：4
9
作者 贾晓辉 叶迎晨 +1 位作者 冯向东 王晓山 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期242-249,共8页
山地和平原地形在破坏性地震中对震害和地震动有很大影响,不同地形对地震动有不同的地形效应。为研究山地和平原地形对地震动的影响规律,基于集集地震后续M L6.6余震的强震观测记录,对位于不同地形且与震中位于同一直线上的四个强震台... 山地和平原地形在破坏性地震中对震害和地震动有很大影响,不同地形对地震动有不同的地形效应。为研究山地和平原地形对地震动的影响规律,基于集集地震后续M L6.6余震的强震观测记录,对位于不同地形且与震中位于同一直线上的四个强震台记录处理计算,从波形特征、频谱分析、加速度反应谱计算、与规范谱比较等方面进行对比分析,完成长周期地震动反应谱分布的计算。研究表明,山地地形对地震动的高频成分有地形放大效应,沉积平原对地震动的低频长周期部分有放大作用,并且长周期反应谱的峰值区域始终位于沉积平原中部。平原上强震记录产生的长周期放大系数谱已超出规范谱,沉积平原上长周期建筑的抗震设防应引起重视。 展开更多
关键词 强震动记录 地形效应 沉积平原 长周期地震动
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基于Kanai-Tajimi模型的地震作用荷载新型识别方法 被引量：4
10
作者 范存新 赖韬 +1 位作者 方有珍 还文超 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第3期426-432,共7页
目的研究一种识别地震作用荷载的方法,为地震作用荷载的识别与相应结构的动力特性、损伤的识别提供一种新的途径,进一步为结构的安全性、损伤进程和耐久性等研究提供理论参考.方法利用Kanai-Tajimi模型将单位强度白噪声过程模拟为未知... 目的研究一种识别地震作用荷载的方法,为地震作用荷载的识别与相应结构的动力特性、损伤的识别提供一种新的途径,进一步为结构的安全性、损伤进程和耐久性等研究提供理论参考.方法利用Kanai-Tajimi模型将单位强度白噪声过程模拟为未知的地震作用,并将其作用在结构上,然后根据数值模拟计算得到的结构体系响应作为观测量,采用Kalman滤波对未知荷载状态加以识别.结果最终可以利用结构的加速度响应反演得出地震作用的等效荷载,在人工添加5%观测噪声的条件下,最大误差率为7%左右,而在人工添加10%观测噪声的条件下,最大误差率为8%左右.结论通过算例的验证,说明笔者所采用的方法精度较高,获得了较好的识别效果. 展开更多
关键词 荷载识别 Kanai-Tajimi模型 KALMAN滤波 地震激励
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不同配比大尺度相似模拟试件单轴压缩实验研究 被引量：3
11
作者 辛亚军 姬红英 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第1期30-36,54,共8页
依据相似模拟理论及试件单轴抗压强度不同,分别采用河沙-石膏-大白粉及河沙-石蜡两种相似模拟材料不同配比制作了3组共6块150 mm×150 mm×150 mm大尺度试件,在室内RMT-150B岩石力学实验系统上对其进行了单轴压缩实验。结果表明... 依据相似模拟理论及试件单轴抗压强度不同,分别采用河沙-石膏-大白粉及河沙-石蜡两种相似模拟材料不同配比制作了3组共6块150 mm×150 mm×150 mm大尺度试件,在室内RMT-150B岩石力学实验系统上对其进行了单轴压缩实验。结果表明:低强度河沙-石膏-大白粉试件压密、弹性、屈服阶段轴向应变较小,峰值强度范围变化大,岩体破坏后残余强度缓慢减小,且轴向应变较大,试件沿轴向呈反拱及层状破坏;河沙-石蜡试件压密、弹性、屈服及破坏阶段明显,峰值及残余强度较为稳定;随着河沙-石蜡试件胶结程度的提高,峰值及残余强度增大,软化程度变小,试件沿轴向呈对角线剪节破坏,岩体破坏后残余强度减小较快,试件强度指标趋于稳定,试件均质性好。 展开更多
关键词 相似材料 单轴压缩 强度特征 破坏形态 均质性
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基于微观孔隙特性的动力固结压缩条件下海相软土的变形分析 被引量：3
12
作者 夏唐代 戴晨祥 +3 位作者 何绍衡 丁智 朱黄鼎 周盈 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期4335-4347,共13页
为探求软土地基在循环荷载作用下的微观结构变形机理,研究宏观动力响应和微观结构之间的相互关系,对杭州市地铁2号线附近土层的原状海相软土进行动力固结压缩试验和核磁共振试验,获取不同固结围压(p0)、不同循环动应力比(ζ)和不同超固... 为探求软土地基在循环荷载作用下的微观结构变形机理,研究宏观动力响应和微观结构之间的相互关系,对杭州市地铁2号线附近土层的原状海相软土进行动力固结压缩试验和核磁共振试验,获取不同固结围压(p0)、不同循环动应力比(ζ)和不同超固结比(αOCR)下的软土动力响应和孔隙微观结构特性。根据试验结果,应用广义加性模型(GAMs)建立微观孔隙结构参数和最终累积应变(ε)的耦合关系。研究结果表明:原状海相软土T2谱分布主要包含2个峰,主峰面积占全峰总面积的99%以上,表明孔径小于1μm的小孔隙占99%以上;随着p0,ζ和αOCR不断增大,孔隙水弛豫强度显著降低,软土中大孔隙消失,部分小孔隙变化较小,平均孔径减小,孔隙率下降。 展开更多
关键词 海相软土 累积应变 核磁共振 微观孔隙特性
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密肋复合墙体刚度退化全过程分析 被引量：2
13
作者 郭猛 姚谦峰 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期792-797,共6页
密肋复合墙是密肋壁板结构体系的主要抗侧力构件,复合墙在荷载作用下的刚度退化规律是研究密肋结构体系抗震性能的基础性问题之一.由1/2比例密肋复合墙体低周反复荷载试验,得出了复合墙各个特征点刚度和从加荷到破坏全过程的三阶段刚度... 密肋复合墙是密肋壁板结构体系的主要抗侧力构件,复合墙在荷载作用下的刚度退化规律是研究密肋结构体系抗震性能的基础性问题之一.由1/2比例密肋复合墙体低周反复荷载试验,得出了复合墙各个特征点刚度和从加荷到破坏全过程的三阶段刚度退化规律,分析了轴压比等因素对复合墙刚度退化的影响,即轴压比越大,剪跨比、外框架截面及配筋、肋柱(梁)数量及配筋越小,刚度退化速度越快,反之则越慢;同时给出了复合墙刚度退化曲线指数表达式和各变形阶段的退化系数表.讨论了改善施工工艺、采用纤维填充材料等延缓复合墙刚度退化速度的方法,为密肋壁板结构体系的工程应用提供了参考. 展开更多
关键词 密肋复合墙体 低周反复荷载试验 特征点刚度 刚度退化 影响因素
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基于子模型法的双台子河闸闸墩受寒潮作用的热—应力耦合分析 被引量：3
14
作者 王闯 闫滨 《水电能源科学》 北大核心 2016年第10期82-86,共5页
在仿真计算寒潮作用下闸墩的温度应力时,划分网格的粗细对整体模型模拟结果的精度和计算工作量具有重要影响。对此,应用ANSYS软件,基于子模型法运用APDL语言编制仿真程序进行寒潮作用下的闸墩热-应力耦合分析,以提高仿真计算的精度,减... 在仿真计算寒潮作用下闸墩的温度应力时,划分网格的粗细对整体模型模拟结果的精度和计算工作量具有重要影响。对此,应用ANSYS软件,基于子模型法运用APDL语言编制仿真程序进行寒潮作用下的闸墩热-应力耦合分析,以提高仿真计算的精度,减少计算机负荷。在双台子河闸工程实例分析中,闸墩拆模后第105d时由于寒潮作用及底板约束产生的温度应力导致闸墩表面开裂,表明越冬期间混凝土未采取保温措施是造成闸墩开裂的直接原因。 展开更多
关键词 子模型法 寒潮 闸墩 裂缝 温度应力 仿真分析 ANSYS
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沙牌碾压混凝土拱坝应力场仿真计算分析 被引量：1
15
作者 刘海成 吴金国 吴智敏 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2005年第5期445-450,共6页
目的分析坝体施工期和运行期应力场的分布特点和变化规律、诱导缝的状态和张开时间以及坝体损伤开裂状况.方法碾压混凝土拱坝的核心问题是温度应力问题,现阶段进行全过程诸多因素的耦合分析仍然面临许多困难.基于应力场隐式解法的基础上... 目的分析坝体施工期和运行期应力场的分布特点和变化规律、诱导缝的状态和张开时间以及坝体损伤开裂状况.方法碾压混凝土拱坝的核心问题是温度应力问题,现阶段进行全过程诸多因素的耦合分析仍然面临许多困难.基于应力场隐式解法的基础上,讨论了碾压混凝土材料的本构模型、温度影响、非线性徐变、诱导缝的损伤开裂准则等问题.结果结合沙牌工程,进行了大坝施工期和运行期的应力场仿真计算分析,根据仿真计算结果结合大坝施工期的部分观测资料,分析了诱导缝的张开和坝体的损伤开裂情况.结论诱导缝和横缝显著改变了坝体的应力分布,施工期间坝体会出现局部开裂,蓄水后坝体应力状态有所改善,但是下游面和坝顶仍有开裂的可能. 展开更多
关键词 碾压混凝土拱坝 应力场 仿真计算 损伤开裂 诱导缝 沙牌工程
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