基于ANSYS的土石壩滲流與穩(wěn)定分析研究.pdf

1、建國(guó)以來(lái),我國(guó)修建了大量的水利水電工程,土石壩因具有造價(jià)低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)自然條件的適應(yīng)性強(qiáng)、抗震性能好、工作可靠、壽命長(zhǎng)、施工管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。在眾多的土石壩失事事故中,因滲流引起的滑坡、滲透破壞尤為嚴(yán)重,所以合理、正確地滲流場(chǎng)分析與邊坡穩(wěn)定分析是保證土石壩安全運(yùn)行的關(guān)鍵。 本文以大型通用有限元分析軟件ANSYS為平臺(tái),選用飽和一非飽和滲流數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了非穩(wěn)定滲流場(chǎng)有限元數(shù)值模擬,分析了一般逸出面求解方法所存在的的問題

2、,并對(duì)其加以改進(jìn)；使用ANSYS自帶的二次開發(fā)工具-APDL語(yǔ)言,開發(fā)出滲流計(jì)算命令流程序,通過(guò)與赤井浩一沙槽模型所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相吻合,驗(yàn)證了程序的正確性；考慮滲流對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響,編制了使用強(qiáng)度折減有限元法的邊坡穩(wěn)定彈塑性有限元分析程序；利用ANSYS UIDL語(yǔ)言將滲流分析程序、邊坡穩(wěn)定計(jì)算程序界面化,在ANSYS軟件中形成新的滲流分析模塊與邊坡穩(wěn)定分析模塊,為一般工程人員操作使用帶來(lái)了方便；使用此程序,對(duì)土石

3、壩進(jìn)行庫(kù)水位回落及降雨條件下滲流場(chǎng)非穩(wěn)定飽和一非飽和有限元分析,在得到滲流場(chǎng)基礎(chǔ)上考慮基質(zhì)吸力對(duì)非飽和土強(qiáng)度影響、土體容重隨含水量變化的關(guān)系及滲透力作用,利用強(qiáng)度折減有限元技術(shù)求解邊坡穩(wěn)定安全系數(shù),研究了庫(kù)水位下降速度、雨強(qiáng)、滲透系數(shù)等參數(shù)對(duì)土石壩滲流場(chǎng)的影響及此時(shí)滲流對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。 本文的研究成果及方法不僅可以應(yīng)用于土石壩滲流場(chǎng)及邊坡穩(wěn)定計(jì)算,為土石壩的設(shè)計(jì)運(yùn)行、除險(xiǎn)加固提供參考,也可以應(yīng)用到其它壩型、基坑降水等相關(guān)工程