【摘 要】
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混凝土作为一种具有良好承压性能的材料被应用到众多大型水利工程中，然而其抗拉性能差的特点也导致许多在役或在建的混凝土结构存在开裂的现象，裂缝的存在严重影响结构的耐久性
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混凝土作为一种具有良好承压性能的材料被应用到众多大型水利工程中，然而其抗拉性能差的特点也导致许多在役或在建的混凝土结构存在开裂的现象，裂缝的存在严重影响结构的耐久性及安全性。不仅混凝土大坝容易产生裂缝，混凝土闸墩产生裂缝的现象也较为普遍，特别在东北严寒地区，裂缝处容易产生冰瘤，这都将影响结构的正常运行。运用有限元法分析结构受力特性已经应用到工程的各方面，但处理像裂缝这样的强不连续问题却有它的局限性。扩展有限元法通过富集技术，改进了常规有限元的位移函数，使间断的描述独立于网格，可有效的模拟裂缝的宏观扩展，可以更加直观的分析混凝土裂缝的萌生及扩展过程。 本文在ABAQUS平台上建立有限元模型，运用扩展有限元的方法，对某实际工程中的闸墩进行了数值模拟，得到其在不同工况下的应力分布及裂缝开展过程，并根据计算结果选择不同的加固方案，对比分析不同加固方案的限裂效果。具体研究内容如下： 1.介绍了扩展有限元法的基本原理，阐述了富集技术对常规有限元位移函数的改进。建立三维素混凝土三点弯曲梁以及钢筋混凝土三点弯曲梁，研究其在预设裂缝的情况下混凝土梁裂缝的开展过程，并与参考文献中的试验作对比，验证扩展有限元法处理混凝土裂缝问题的可靠性。 2.以某工程为背景，建立三维闸墩的有限元模型，基于扩展有限元法，计算其在不同工况下的应力分布以及闸墩混凝土的裂缝萌生、扩展过程，研究素混凝土及不同配筋方案下闸墩裂缝开展的规律，为结构加固方案的选择提供参考。 3.根据前面闸墩的计算结果，考虑采用布置预应力锚索以及外贴钢板的方式来加固已开裂的闸墩，对比不同加固方案对闸墩提高限裂性的效果，为选择合适的加固方案提供参考。
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