土石坝施工过程应力变形仿真分析

发布时间：2020-11-13 00:20

　　 兴建水库可以调节利用水资源，除害兴利，促进国民经济发展和保障人民生命财产安全。截止2000年底，我国共兴建各类水库8.5万余座，其中土石坝占90％以上。土石坝是历史最悠久的坝型，也是当今世界建造数量最多、体积最大、高度最高的一种坝型。 随着现代土石坝设计水平的提高，施工技术的快速发展，土石坝的设计日益完善，施工质量也大幅度提高，由于稳定及渗透方面原因遭到破坏的事例已越来越少，而由于不均匀变形引起的土石坝裂缝问题却非常普遍，由此带来的渗漏造成坝体破坏的事例也比较多。在施工期间，由于坝体自重的作用，土石坝会产生沉降、横向和纵向的水平位移。传统的土石坝应力变形分析都是没有考虑施工过程的影响，将全部荷载一次加上，这和分层填土、碾压的施工过程是不符的。因此，本文基于ANSYS软件，实现了土石坝施工过程应力变形仿真分析。本文的主要工作如下： 1．介绍了土体变形的基本特征和几种常见的土体本构模型的建模原理，并且进行了模型比较，选定邓肯一张E-B作为土石坝应力变形计算的本构模型。 2．根据ANSYS软件的强大功能及其在岩土工程方面的不足，利用其二次开发功能完成了邓肯-张E-B模型的添加。 3．利用ANSYS软件的二次开发功能，编制程序，完成了土石坝施工过程应力变形仿真计算，并且编制了结果后处理程序。 4．为了验证程序的准确性，本文建立了一个均质坝模型，进行有限元计算，计算结果符合一般的工程实际。本文还对盘石头水库堆石坝进行了有限元计算，计算结果和南京水科院的计算结果比较吻合。 5．结合燕山水库工程实例，对燕山水库河槽段斜墙坝进行了施工过程应力变形仿真分析，绘制了应力和位移等值线图及特殊单元施工过程应力位移变化曲线，最后还进行了单元安全度的分析。
【学位单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TV641
【部分图文】：

(﹂芝︶州令只侧荷载步荷载步图3一6大主应力变化曲线图3一7小主应力变化曲线坝体断面的应力和位移等值线图见图3一2一图3一5。从图2及图3可以看出，最大沉降约巧.275cm，位于坝体中部约1/2坝高处。最大沉降量为坝高的0.49%，在己建工程观测值范围以内。从水平位移等值线图上可以看出，坝体向上下游的最大位移均为1.155cm，位于1/2一l/3坝高处，上下游的分布较对称。从图3一4及图一5可以看出，最大主应力和最小主应力沿坝轴线自底向上逐渐减小，且最大值发生在坝轴线附近靠近坝基处

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工业及城市生活供水为主，兼顾农田灌溉，结合发电、养殖。水库大坝坝型为混凝土面板堆石坝，大坝坝顶高程275.7m，最大坝高102.2m，坝长约606m，坝顶宽8.Om，上游坝坡 1:1.4，下游俄台间坝坡 1:1.35。坝体典型剖面图见图3一9。图3一9坝体最大剖面图材料计算参数取自中国水科院岩土所的室内三轴试验成果(参见《盘石头面板堆石坝坝基砂卵石及坝料试验研究报告》)。次堆石料采用17层弱一微风化页岩，各材料计算参数如表2所示。单元剖分采用八节点四边形单元，整个剖面总共分2914个单元，8801个节点。计算中，采用非线性增量分析方法，整个坝体分30级加载。表1盘石头水库坝料力学参数材材料 料 厂 dddCCC沪沪△尹尹 RfffKKKKbbbnnnmmmKurrrnUrrr名名称 称 KN/m333(MPa)))(o)))(o)))))))))))))))))主主堆石石 21.000OOO54.22212444.8866610500059000.2777.2555210000.2777次?
【引证文献】

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本文编号：2881449