基于二次開發(fā)的土石壩數(shù)值仿真分析及防滲墻優(yōu)化研究.pdf

1、作為歷史最為悠久的壩型之一,土石壩以其施工簡便、就地取材、能夠適應(yīng)各種地質(zhì)和氣候條件等優(yōu)點(diǎn),成為水電工程中極為重要的一種型式。隨著壩體高度的增加,僅進(jìn)行滲流和穩(wěn)定計(jì)算已不滿足設(shè)計(jì)要求,應(yīng)力變形分析成為土石壩設(shè)計(jì)的重要步驟。土石壩的應(yīng)力變形計(jì)算是否精確一方面取決于計(jì)算方法,一方面取決于本構(gòu)模型的選用。隨著有限元計(jì)算技術(shù)的發(fā)展及計(jì)算機(jī)技術(shù)的支撐,有限單元法成為土石壩應(yīng)力變形分析最精確、最有效的方法；鄧肯-張E-B模型能夠模擬土體絕大部分特性

2、,計(jì)算結(jié)果精度滿足要求,因而在工程中應(yīng)用廣泛。
　　 本文基于大型非線性有限元分析軟件ABAQUS,利用其提供的方便靈活的二次開發(fā)接口,成功的將鄧肯-張E-B模型加入其中,采用生死單元法實(shí)現(xiàn)了土石壩分層施工的模擬,并編制了后處理程序?qū)ξ灰七M(jìn)行修正。模擬細(xì)砂的三軸壓縮試驗(yàn),與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比有較高的吻合度。建立100m的均質(zhì)壩并模擬其施工過程,竣工期壩體最大沉降位于壩軸線約1／2壩高處,是最大壩高的0.39％,應(yīng)力分布與土石壩的一般規(guī)

3、律相符。
　　 本文將CAD／CAE集成化分析的方法應(yīng)用于某混合壩工程,并利用編制的本構(gòu)模型,模擬混凝土結(jié)構(gòu)與土石壩的施工順序,結(jié)果表明本文編制的程序能夠充分的反映土石體材料的非線性、材料分區(qū)和施工、蓄水過程對壩體沉降的影響。
　　 防滲墻作為土石壩基礎(chǔ)防滲處理的重要措施,其性能直接關(guān)系到工程的安全性。本文對防滲墻的施工方案進(jìn)行了優(yōu)化研究,表明先填筑壩體后建防滲墻能明顯改善墻體的應(yīng)力狀態(tài)；此外還對墻體材料進(jìn)行了優(yōu)化,表明