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FRP材料加固混凝土重力坝数值模拟研究的开题报告

一、研究背景和意义

混凝土重力坝作为水利基础设施中重要的一种形式，经历了长时间的安全使用和改造加固工程。近年来，由于自然环境因素和社会因素的影响，构成混凝土重力坝破坏和事故的概率升高，因此需要进行更有效的加固和维修。而FRP材料由于其高强度、轻质、防腐蚀和易于制造等特性，已成为一种常用的材料来增强混凝土结构的承载力和耐久性。因此，对于使用FRP材料加固混凝土重力坝的数值模拟研究具有重要的现实意义。

二、研究内容和方法

本研究旨在使用数值模拟方法研究FRP材料加固混凝土重力坝的效果，并探索其破坏机理和优化加固方案。具体研究内容包括以下几个方面：

1.建立混凝土重力坝和加固结构的有限元模型，采用ANSYS软件进行数值模拟分析。

2.设计不同加固方案，比较其强度、刚度以及破坏形式等技术指标，并根据实验结果对方案进行优化。

3.分析FRP材料增强混凝土结构的破坏机理，包括层间剪切破坏、胶养结合破坏等，并通过数值模拟进行验证。

三、预期研究成果

本研究预期将通过数值模拟的方式验证FRP材料加固混凝土重力坝的可行性和有效性。研究成果将包括：

1.建立混凝土重力坝和加固结构的有限元模型，对加固方案进行比较、优化，并实现破坏形式的预测和分析。

2.揭示FRP材料增强混凝土结构的破坏机理，并为混凝土重力坛建议更为可靠和安全的修复和加固方案。

3.提高了混凝土结构加固的技术水平和科研成果的应用价值，为水利工程安全提供更加可靠保障。

四、研究进度计划

本研究计划分为以下四个阶段：

1.研究文献资料搜集和整理，学习有关软件和数值模拟分析的基础知识。

2.建立混凝土重力坝和加固结构的有限元模型，并进行模拟计算。

3.分析模拟计算结果，比较各种加固方案的技术指标，并根据结果对方案进行优化。

4.撰写论文，总结研究成果。

五、参考文献

[1]D．P．SarlisandD．E．Beskidou，etal。。Strengtheningreinforcedconcretebeamswithexternallybondedcompositematerials:Experimentalstudyandtheoreticalanalysis,MaterialsandDesign，2009，30（2）:220-230.

[2]何艳玲．FRP布加固混凝土桥的力学性能分析[D]．长沙：湖南大学，2007.

[3]龙明辉．FRP复合材料加固混凝土结构的数值模拟[D]．重庆：重庆大学，2011.

[4]程鸣，徐俊，杨虎岑．基于有限元法的混凝土构件外包覆FRP的强度及破坏分析[J]．四川建筑科学研究，2009，v35（9）：117-123.