方向一 多场耦合下水工结构静动力分析与安全控制
非线性几何特征结构静动力分析和安全控制
水工结构静动力分析和安全控制一直是本课题组的传统优势方向。在各种荷载、环境和时间因素共同作用下，加之地质条件及结构几何特征的非线性，目前对水工结构工作性态的各态历经性尚有待于进一步探索。多场耦合作用下水工结构静动力分析能更准确地模拟各物理场之间的相互作用与影响，更真实地反映结构的实际工作状态。实验室开展了以下研究工作：
（1）混凝土坝温度与应力耦合作用分析及温控措施研究。对坝体局部孔口施工期力学行为进行分析，提出基于混凝土非线性行为的非线性优化配筋方法，提出了坝体内部埋设水管、预冷骨料及混凝土表面保护等温控措施的优化方案。
（2）土石坝渗流-应力-温度多场耦合仿真技术。运用岩土力学、渗流力学和结构力学相结合，理论分析与工程应用相结合，建立大坝-地质体系统渗流场与应力场、温度场耦合分析的多重裂隙网格非线性数学模型，进行土坝渗流场与应力场及温度场耦合分析，对实际工程具有重要参考价值。
（3）能源桩换热性能及储热数值模拟技术。针对能源桩换热性能评价不够全面、储热系统在不同注采方案下储热效果及结构热力学响应尚缺少研究等问题，通过数值分析方法研究能源桩的换热性能、储热效果及结构热力学响应，建立能源桩双流热耦合数学模型对足尺度能源桩几何模型进行数值计算，分析能源桩换热性能的影响因素；建立能源桩热流固耦合数学模型，分析不同注采方案下储能系统内部温度场变化和桩体应力对温度的敏感性、单群桩施加荷载时桩顶（底）位移变化及不同渗透率条件下桩周土体应力场变化，可为能源桩储能系统运行方案的优化提供理论依据。
