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、能夠適應各種地質和氣候條件等優(yōu)點,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,僅進行滲流和穩(wěn)定計算已不滿足設計要求,應力變形分析成為土石壩設計的重要步驟。土石壩的應力變形計算是否精確一方面取決于計算方法,一方面取決于本構模型的選用。隨著有限元計算技術的發(fā)展及計算機技術的支撐,有限單元法成為土石壩應力變形分析最精確、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、,計算結果精度滿足要求,因而在工程中應用廣泛。
　　 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,采用生死單元法實現(xiàn)了土石壩分層施工的模擬,并編制了后處理程序對位移進行修正。模擬細砂的三軸壓縮試驗,與試驗數(shù)據(jù)對比有較高的吻合度。建立100m的均質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用于某混合壩工程,并利用編制的本構模型,模擬混凝土結構與土石壩的施工順序,結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防滲處理的重要措施,其性能直接關系到工程的安全性。本文對防滲墻的施工方案進行了優(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力狀態(tài)；此外還對墻體材料進行了優(yōu)化,表明