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面板堆石坝应力变形分析的数值分析研究方法

发布时间:2015-08-05

    在面板堆石坝的数值分析中,堆石材料的本构模型以及数值计算的分析方法是决定分析成果正确与否的关键问题。本篇的内容主要针对面板堆石坝的计算分析方法进行分析研究。

    对于面板堆石坝的应力变形计算分析,其本构模型必须充分反映堆石材料的基本工程力学特性。在本篇中.作者介绍了面板堆石坝数值分析中应用的主要本构棋型,并结合计算实例对各类模型进行了系统的分析、评价。分析结果衷明:由于堆石材料的应力应变关系具有明显的非线性.其本构模型必须真实反映这种非线性关系,线弹性模型对于堆石变形的计算是不适用的。在目前的面板堆石坝计算分析中,堆石材料采川的主要计算模型是Duncan模型和双树服面弹塑性摸型.而实践中尤以Duncan模型的应用更为广泛。

    邓肯模型的参数物理意义较为明确,由计算参数反算的应力应变关系与试脸实侧的应力应变关系曲线符合较好。更为重要的是,由于该模型的广泛应川,因此可以获得较为丰富的工程类比成果。

    相应于各种计算模型,除了其模型本身的因求外.模型参数的确定也是影响面板堆石坝计算分析结果的重要大众。本篇中.作者结合Duncan模型的应用,以室内大型三轴试验为基础,对Duncan模型的计算参数进行了统计、分析,并整理了堆石千容重与模型弹性模旦数和体积模址数的相关关系。

    在面板堆石坝的计算分析中,对于面板接缝系统以及面板与堆石体接触面的合理模拟是保证计算成果正确性的重要因素。本篇中,作者根据其结构的受力特点和计算分析的经验,总结了面板堆石坝数位计算分析中接缝系统与接触面的常规处理方法,即:对于面板与堆石体的接触.宜采用薄层接触面单元;棍凝土面板之问的接触.宜采用分离缝单元;而面板与趾板之间的接触.宜采川软单元。这样的模拟方式.墓本上考虑了面板堆石坝界面接触中的主要因素,在大多数情况下均可得出较为满意的计算结果。

    为实现对于面板堆石坝界面接触的更精确模拟.作者在计算分析中引人了界面单元方法。通过对界面单元法的应用研究.作者提出了在面板堆石坝计算分析中采用有限单元与界面单元祝合模式的分析方法,并通过计算实例.分析了深顶盖层上面板堆石坝一期面板与坝体间的脱空现象。计算结果充分表明了这一方法的有效性和实用性。

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