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申请/专利权人：江西省水利科学院(江西省大坝安全管理中心、江西省水资源管理中心)

摘要：本发明提供了一种水流冲刷混凝土墩柱的数值模拟检测方法，涉及混凝土墩柱数值模拟检测领域，所述方法包括：获取待监测混凝土墩柱对应的河水冲刷区域损伤模型W，获取待监测混凝土墩柱在实际河流中河水的流速V，确定W在河水流速为V条件下冲刷不同时长对应的参数，以得到W的参数列表A；建立待监测混凝土墩柱对应的目标混凝土墩柱模型H，对H进行有限元模型分析，以确定出待监测混凝土墩柱对应的薄弱区域以及待监测混凝土墩柱的强度突变的时间点；本发明能够确定出待监测混凝土墩柱冲刷过程中的薄弱区域以及强度突变的时间点，为实际设计中混凝土墩柱对于薄弱位置的补强与修复提供了一定参考，从而在保证墩柱耐久性的同时节约项目成本。

主权项：1.一种水流冲刷混凝土墩柱的数值模拟检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S100，获取待监测混凝土墩柱对应的河水冲刷区域损伤模型W；其中，W的参数根据河水流速和冲刷时间得到；S200，获取待监测混凝土墩柱所在的实际河流的河水流速V；S300，根据W和V，确定W在河水流速为V条件下冲刷不同时长对应的参数，以得到W的参数列表A=（A1，A2，…，Ai，…，An），i=1，2，…，n；其中，Ai为W在河水流速为V条件下冲刷i个ΔT后对应的参数，n为W在河水流速为V条件下冲刷ΔT的最大数量；ΔT为预设时长；S400，建立待监测混凝土墩柱对应的目标混凝土墩柱模型H；S500，根据A，对H进行有限元模型分析，以确定出待监测混凝土墩柱对应的薄弱区域以及待监测混凝土墩柱的强度突变的时间点；H包括从中心依次向外分布的圆柱形核心区、待冲刷区、骨料外漏区、骨料脱离区和砂浆剥离区；步骤S500包括以下步骤：S510，获取中间模型WR以及预设值Q=1；S520，将骨料脱离区的厚度和砂浆剥离区的厚度设置为1，砂浆剥离区的壳偏移设定为底面，骨料脱离区的壳偏移向H的圆心内偏移1；S530，根据W，确定H的砂浆剥离区和骨料脱离区的初始参数；S540，将待冲刷区的壳偏移向H的圆心内偏移2，待冲刷区和核心区的接触面之间设置为绑定，以得到待监测混凝土墩柱对应的第Q目标混凝土模型HQ；S550，获取WR=HQ；S560，将WR导入预设的有限元分析软件，对WR施加预设的载荷，并以河水流速为V对WR进行冲刷一个ΔT，以得到WR经过一个ΔT后对应的变形模型WR’；S570，获取WR’对应的应力FQ，并将WR’对应的参数更新为AQ，以得到WR’更新后的模型GW；S580，更新Q=Q+1，并获取WR=GW，进入S560，以得到待监测混凝土墩柱对应的应力列表F=（F1，F2，…，Fi，…，Fn）；其中，Fi为待监测混凝土墩柱以河水流速为V的条件下冲刷时长i×ΔT后对应的应力；S590，根据F，确定待监测混凝土墩柱对应的薄弱区域以及强度突变的时间点；步骤S590包括以下步骤：S591，根据F，确定相邻两个应力之间的应力差，以得到应力差列表ΔF=（ΔF1，ΔF2，…，ΔFj，…，ΔFn-1），j=1，2，…，n-1；其中，ΔFj为Fj与Fj+1之间的应力差；ΔFj=|Fj+1-Fj|；S592，根据ΔF，确定待监测混凝土墩柱对应的应力变化率η=（η1，η2，…，ηj，…，ηn-1）；其中，ηj为混凝土墩柱冲刷第j个ΔT对应的应力变化率；ηj=ΔFjΔT；S593，遍历η，若ηj≥η’，则将j×ΔT对应的时间点确定为待监测混凝土墩柱的强度突变的时间点；其中，η’为预设的混凝土墩柱应力变化率阈值；S594，获取经过j个ΔT后的目标变形模型；S595，获取变形模型河水冲刷区域侧壁距离目标变形模型轴线的最小距离；S596，将距离目标变形模型轴线的最小距离对应的区域确定为待监测混凝土墩柱对应的薄弱区域。

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