堆石料邓肯张模型的参数敏感性与

近些年,面板堆石坝在我国水电建设中是重点选择的坝型,有关研究方兴未艾。堆石料的本构模型是面板堆石坝计算分析的重要基础。各种本构模型中,参数均需试验所得,增加了工作难度。由于邓肯模型的广泛应用,目前已积累了相当多的试验资料,本文在此基础上对邓肯张E-B模型的参数进行敏感性与统计分析,得出了邓肯张模型各参数与空隙率、密度的关系式,从而不需试验即可充分了解模型参数的变化趋势与数值范围。     

不同本构模型下高心墙堆石坝应力变形对比分析

采用邓肯E-υ线性和非线性模型、邓肯E-B线性和非线性模型、成都科大K-G模型、Mohr-Coulomb模型,结合某高心墙堆石坝,进行二维静力有限元应力变形分析.通过模拟坝体的施工和蓄水过程,研究双江口高心墙堆石坝在不同本构模型下坝体和心墙应力变形特性与差异,探讨不同本构模型在高堆石坝数值模拟中的适用性.     

两种本构模型的土石坝应力变形分析比较

分别利用邓肯-张模型与椭圆—抛物双屈服面模型对深厚覆盖层上的狮子坪心墙堆石坝进行了应力变形三维有限元计算,分析了两种本构模型应力变形计算结果的差异。结果表明,两种模型计算的坝体变形和应力分布规律基本一致,但也存在一些差异。双屈服面模型计算的坝体最大沉降比邓肯-张模型结果小2.2%。双屈服面模型计算的最大顺河向水平位移与最大竖向沉降之比为0.22,与已有多个工程监测资料比较接近,而邓肯-张模型结果则偏大,为0.37。采用心墙拱效应系数R来对心墙拱效应进行评价,结果显示邓肯-张模型计算的心墙拱效应更强烈。邓肯-张模型计算的上游坝壳小主应力降低更显著,但均未出现拉应力。     

堆石坝面防渗土工膜接触剪切作用下本构模型的构建

堆石坝面土工膜与面板联合防渗结构中,土工膜与相接触的垫层材料之间的界面力学特性是关系坝体稳定性的关键因素。首先利用土工膜直剪设备,对堆石坝面膜联合防渗工程中复合土工膜与无砂混凝土垫层材料之间的接触剪切力学特性进行了试验研究,并对不同工况下土工膜的界面力学特性进行了对比分析;然后借助相关力学知识推导得出了土工膜在剪切力作用下的本构模型,最后利用试验测试与理论推导的方式对所得到的本构模型进行了验证。     

混凝土面板堆石坝反分析的神经网络方法

建立了坝体沉降变形分解的统一模型,采用最小二乘法进行多元线性回归分析,将面板堆石坝坝体沉降变形的实测值分解为荷载作用变形与蠕变作用变形。运用MATLAB语言提供的神经网络功能函数,建立面板堆石坝反分析的BP神经网络模型,对邓肯E-B模型的材料参数进行反演计算。实例计算结果表明,该方法简单、有效、可靠,计算结果满足工程精度要求,可应用于实际工程。     

混凝土面板堆石坝反分析的神经网

建立了坝体沉降变形分解的统一模型,采用最小二乘法进行多元线性回归分析,将面板堆石坝坝体沉降变形的实测值分解为荷载作用变形与蠕变作用变形。运用MATLAB语言提供的神经网络功能函数,建立面板堆石坝反分析的BP神经网络模型,对邓肯E-B模型的材料参数进行反演计算。实例计算结果表明,方法简单、有效、可靠,计算结果满足工程精度要求,可应用于实际工程。     

基于邓肯-张模型的堆石坝有限元分析

随着堆石坝坝高的增加,坝体应力变形分析已成为坝体设计中不可缺少的一部分,有限单元法是进行应力变形分析的一种有效方法。基于ANSYS研究平台,对ANSYS进行二次开发,利用参数化设计语言APDL编写程序,建立邓肯-张本构模型,模拟堆石坝施工程序,分层填筑坝体,逐步施加荷载。利用邓肯-张模型分析堆石坝坝体应力应变随时间的变化过程。计算过程中,为使大坝的填筑和蓄水过程更接近工程实际情况,程序把每一荷载步计算完成后的终了应力输出,作为下一荷载步的初始应力。由于初始应力的引入会造成附加位移,采用约束荷载平衡法消除这一位移对坝体变形的影响。利用二次开发程序对均质和非均质堆石坝分别进行研究,结果符合堆石坝坝体应力应变分布规律,程序具备相应的可靠性。该程序基于参数化设计,使用方便,可普遍应用于堆石坝工程的应力应变分析。     

堆石料流变参数对面板堆石坝变形敏感性分析研究

堆石料七参数流变模型是沈珠江三参数流变模型改进模式，能够同时反映剪应力、围压与应力水平对堆石料变形的影响，目前已成为混凝土面板堆石坝流变分析最常用的模型之一。本文采用正交试验法，以某混凝土面板堆石坝为例，进行七参数流变模型参数对于坝体最大竖向位移和面板最大挠度影响的敏感性分析。研究结果表明：七参数流变模型中参数α、m2以及d对坝体最大竖向位移和面板最大挠度的敏感性相对较大；而其他参数，如b、c、m1和m3对坝体最大竖向位移和面板最大挠度的敏感性相对较小。本文研究成果可以为面板堆石坝七参数流变模型参数的选取提供参考。     

砒砂岩重塑土力学特性及本构模型试验研究

为研究含水率和围压对砒砂岩重塑土力学特性的影响,采用TSZ-6A全自动静三轴仪进行三轴剪切试验.试验结果表明:随着围压的增大,土体抗剪强度逐渐变大;含水率越大,土体抗剪强度越小,并且两者都近似呈线性变化的趋势.以含水率、围压为影响因素,依据邓肯-张模型建立了砒砂岩重塑土的本构模型.应用该模型对不同含水率、围压下砒砂岩重塑土的应力-应变关系进行预测,预测结果与实测结果接近,表明以含水率、围压为参数建立的预测模型能较好地反映砒砂岩重塑土的本构关系.研究可为砒砂岩土在工程建设中的应用提供基础理论依据.     

基于沉降数据对Tatay面板坝变形参数的反演分析

根据Tatay面板坝的实际情况和工程特点,建立了混凝土面板堆石坝坝体及坝基的三维有限元模型。根据施工期、运行期测得的原型大坝沉降变形资料,用堆石体的时效分量模型对其进行分析处理,分离出自重、水压力引起的变形和时效分量。为了避免水管式沉降仪和电磁式沉降管的在监测过程中的监测缺陷,以减小反演误差,先依据电磁式沉降管测得的沉降变形,采用可变容差法反演得到堆石体的邓肯张E-B模型参数,然后以水管式沉降仪测得的沉降变形作为校核依据。