基于ANSYS的某湖堤渗流场模拟分析研究

发布时间：2024-02-15 02:39

　　以某湖堤为工程对象,利用ANSYS有限元数值分析平台,分析该湖堤渗流场模拟结果。研究表明,堤坝稳定渗流场中存在吸力水头,集中在坝顶面,最大吸力水头达4.625 m,坝身孔隙水压力水头平均值为7.8 m,坝基处孔隙水头压力最大,达9.6 m。降雨强度影响初始流量边界条件,降雨强度增大,吸力水头增大,渗流场活跃度增大。未有降雨时,降雨入渗与非入渗两种工况模拟结果一致,当降雨量增大,离差值增大,且离差值表现总滞后于降雨期,降雨影响持续时长达57.4 h,后趋于收敛平静。以下降期水位为初始边界条件的模拟结果相对误差更小,长历时变化更稳定,仅有54%波动,渗流模拟结果更快收敛。以期为利用数值模拟分析软件研究堤坝渗流场提供一定的参考依据。

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【部分图文】：

图1建立网格模型

以PLANE55为单元网格类型，根据南向区段堤坝尺寸划分网格，并对渗流场监测孔单元网格加密划分，见图1(a)。考虑水头边界条件与流量边界条件，以背水侧水头2.55m作为水头边界条件，由于土层弱透水性，设定地基土层与基础之间为不透水层，断面处流量边界设置为零，施加边界条件后数值模....

图2稳定渗流场孔隙压力云图

图2为计算获得的堤坝稳定渗流场孔隙压力云图(以水头表示)。从图2中可看出，稳定渗流场中存在堤坝吸力水头，出现在坝顶，最大吸力水头达4.625m，沿着坝顶至坝基，孔隙水压力逐渐增大，在坝基处最大孔隙水压力达到峰值，达9.6m，坝身孔隙水压力水头平均值为7.8m，低于坝身混凝土....

图3渗流场湖堤孔隙水压力云图

为了研究降雨强度对渗流场影响特征，需要确定最大降雨强度Rmax，通过确定湖内平均水位，不断更改渗流量的边界载荷，使有限元渗流方程模型达到收敛值。根据测算值，当降雨强度达到0.73mm/min时，此时最大吸力水头达到5.3m。依据运算过程确定降雨入渗强度曲线，见图4。依据有限元....

图4降雨入渗强度曲线

图3渗流场湖堤孔隙水压力云图4.2.2降雨入渗与非入渗工况对比分析

本文编号：3899055