von-Wolffersdorff亚塑性模型及其在面板堆石坝应力变形分析中的应用研究

发布时间：2022-12-07 17:59

　　亚塑性理论在模拟砂粒材料的应力应变特性得到很好的验证以及广泛应用,将能够刻画与材料特性及孔隙比相关的亚塑性模型引入到堆石材料当中,有别于传统的本构模型,目前工程应用较少。论文结合福建省仙游抽水蓄能电站面板堆石坝下库工程实例,通过改进了 von-Wolffersdorff提出的亚塑性本构模型使得更适用于面板坝堆石料的应力应变分析,并与该工程的常规三轴试验应力应变曲线拟合对比以达到模型验证目的,最后结合有限元计算结果与该工程的邓肯E-B模型、沈珠江模型计算结果比较分析,应力应变的数值和分布规律上相当接近,检验改进的von-Wolffersdorff模型应用于分析堆石坝应力应变是可行的。论文工作可归结为以下几点:（1）对亚塑性理论相关的基本概念进行简单阐述,着重介绍了von-Wolffersdorff亚塑性模型理论推导过程以及方程中参数的确定方法。（2）通过该工程的常规三轴试验数据求取von-Wolffersdorff模型方程参数,运用单步欧拉积分法得到应力应变拟合曲线与该工程的常规三轴试验曲线对比分析,对模型的不足之处进行改进。主要的改进方法是对模型参数中的α和声随围压而变以及增加体应变项... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 选题背景及意义
    1.2 常用的堆石本构模型工程应用
    1.3 亚塑性本构模型的发展
    1.4 亚塑性模型工程应用
    1.5 论文的主要工作
第二章 von-Wolffersdorff亚塑性模型理论
    2.1 亚塑性理论基础
        2.1.1 张量的基本概念
        2.1.2 连续介质力学的基本概念
    2.2 Von-Wolffersdorff亚塑性本构模型
        2.2.1 Von-Wolffersdorff模型的亚塑性理论
    2.3 本章小结
第三章 von-Wolffersdorff模型及其改进
    3.1 von-Wolffersdorff模型
    3.2 模型参数确定
        3.2.1 临界摩擦角φ_c
        3.2.2 颗粒硬度h_s和指数n
        3.2.3 零压力下的最小孔隙比e_(d0)
        3.2.4 零压力下的最大孔隙比e_(i0)
        3.2.5 零压力下的临界孔隙比e_(c0)
        3.2.6 拟合指数α
        3.2.7 拟合指数β
        3.2.8 von-Wolffersdorff模型用于验证堆石材料
    3.3 针对堆石材料对von-Wolffersdorff模型的改进
        3.3.1 拟合指数α和β的改进
        3.3.2 模型针对堆石料体积应变的改进
        3.3.3 针对堆石料改进的von-Wolffersdorff模型曲线拟合
    3.4 小结
第四章 von-Wolffersdorff模型有限元程序分析
    4.1 用于面板坝的有限元数学模型
        4.1.1 面板坝实体单元数学模型
        4.1.2 面板坝接触面单元数学模型
        4.1.3 面板坝连接单元数学模型
    4.2 堆石坝有限元基本理论分析
        4.2.1 有限元平衡方程建立
        4.2.2 求取矩阵模量[D]
    4.3 堆石坝有限元的非线性方程解法
        4.3.1 有限元非线性解法的种类
        4.3.2 改进的von-Wolffersdorff模型的有限元解法
        4.3.3 用于面板堆石坝有限元程序介绍
    4.4 小结
第五章 von-Wolffersdorff模型工程实例分析
    5.1 工程基本资料
        5.1.1 基本概况
        5.1.2 下库混凝土面板堆石坝基本资料
    5.2 下库主坝有限元计算
        5.2.1 大坝有限元网格划分情况
        5.2.2 基本计算参数
        5.2.3 大坝施工到蓄水过程分级加载模拟
        5.2.4 大坝有限元程序求取结果分析
    5.3 小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑颗粒破碎对特征孔隙比影响的堆石体亚塑性本构模型[J]. 明华军,孙开畅,徐小峰,史存鹏.  岩土力学. 2016(01)
[2]300m级高面板堆石坝适应性及对策研究综述[J]. 杨泽艳,周建平,苏丽群,杜效鹄,孙永娟.  水力发电. 2012(06)
[3]一种改进的粘土亚塑性本构模型[J]. 冶小平,孙强,王媛媛,李厚恩,薛雷.  岩土力学. 2010(04)
[4]应用于堆石坝的弹塑性模型与亚塑性模型的理论对比分析[J]. 吴长彬,张岩,许小东.  灾害与防治工程. 2009(02)
[5]应用于堆石坝的弹塑性模型与亚塑性模型的理论对比分析[J]. 吴长彬,张岩,许小东.  灾害与防治工程. 2009 (02)
[6]考虑物态变化的粗粒土亚塑性本构模型[J]. 张嘎,张建民,吴伟.  岩土力学. 2008(06)
[7]Wu-Bauer亚塑性模型参数确定方法的改进及其验证[J]. 邵龙潭,熊保林,王洪波.  岩土力学. 2008(03)
[8]考虑主应力轴旋转Gudehus-Bauer亚塑性模型的改进[J]. 熊保林,邵龙潭.  工程力学. 2008(01)
[9]堆石料本构建模新途径[J]. 岑威钧,王修信.  河海大学学报(自然科学版). 2008(01)
[10]堆石料的亚塑性本构建模及其应用研究[J]. 岑威钧,王修信,Erich Bauer,朱岳明.  岩石力学与工程学报. 2007(02)

博士论文
[1]堆石料和接触面弹塑性本构模型及其在面板堆石坝中的应用研究[D]. 刘京茂.大连理工大学 2015
[2]堆石料亚塑性本构模型及面板堆石坝数值分析[D]. 岑威钧.河海大学 2005

硕士论文
[1]土体的亚塑性模型及其数值实现与应用[D]. 陆建阳.浙江大学 2012



本文编号：3712584