考虑应力场作用的土坝渗透系数反演方法研究

由于土的渗流特性和土的非线性特性,土石坝在长期运行过程中,坝体结构形态不断进行调整.研究了渗流场与应变场的耦合效应,通过公式推导得到应变场和渗流场耦合的关系式,可以避开对量级较小的渗透系数的求解,提高反算速度和精度.正算采用基于耦合的渗流场计算的有限单元法,反算用遗传算法,探讨了基于耦合的渗透系数的反分析问题,然后导出这一问题的有限元计算公式及相应程序.并针对一实际黏土心墙坝进行了基于非线性耦合分析模型的渗透系数的反分析.分析结果表明,基于耦合的反算结果是合理有效的.     

考虑流固耦合效应的高心墙堆石坝应力变形分析

300 m级高心墙堆石坝的建设需求,促进了对渗流场与变形场相互影响的动态耦合机理的研究.以渗透系数与孔隙率、体应变的相关关系为纽带,模拟了受变形场影响的渗透系数的分布情况;考虑上游堆石体湿化变形,建立多孔介质渗流场与变形场耦合分析的理论,并采用有限元数值方法结合算例进行双场耦合分析与计算.计算结果表明,渗透系数随填筑高程的增加逐渐减小;湿化作用不足以抵消浮托力对坝壳的上抬影响,坝壳下沉是由心墙渗透体积力引起的.     

ANSYS耦合算法在土石坝中的应用

简要介绍耦合算法及其在ANSYS中的使用规则,应用ANSYS软件的二次开发功能,使渗流场和非线性的应力场耦合计算得以实现。介绍温度场转换为渗流场的方法,探讨使用直接法耦合分析土石坝的双场特性,为ANSYS耦合算法在土石坝中的应用提供参考。     

土坝渗流特性的反演方法研究

用有限单元法求解有自由面的无压渗流问题,目前常用的方法有变动网格法和固定网格法两种。在遇到渗透性不同的水平成层地基及各种复杂夹层时,程序的数学处理不易;当初始自由面与最终自由面相差较大时,网格过分变形导致单元畸形;并且该法不能用同一单元网格剖分来分析渗流场与应力场,增加了有自由面渗流域应力分析的工作量。本文利用无网格法具有积分网格和节点相互独立的优点,解决了传统有限元方法很难处理的复杂渗透介质的计算域的问题。土坝的渗透系数的反演属于高度非线性问题,由于人工神经网络能较好地解决非线性问题,基于对无网格法的渗流的正分析,用神经网络法对渗透系数进行反演,通过算例证明无网格法和神经网络法的结合为解决有自由面的土坝的渗透系数的反演提供了一个有效的算法。     

土坝渗透系数反分析方法研究

通过分析土石坝渗流的影响因素 ,分析渗透系数反演的二种情况 ,即单一区域渗流量有丰富的实测资料的情况和坝后总渗流量有实测资料的情况 ,并分别提出针对这二种情况的渗透系数反演方法     

土坝渗透系数反分析方法研究

通过分析土石坝渗流的影响因素，分析渗透系数反演的二种情况，即单一区域渗流量有丰富的实测资料的情况和坝后总渗流量有实测资料的情况，并分别提出针对这二种情况的渗透系数反演方法。     

土石坝坝壳料渗透系数测试方法研究

土石坝填筑后的渗透特性是评价施工质量的重要指标。针对云南省内5个新建的土石坝工程的坝壳料,采用试坑单环注水、试坑直接注水和室内粗粒土常水头渗透试验,将三种测试方法获得的渗透系数进行了对比分析。研究表明,三种测试方法具有各自的适用性,对不同的坝壳料须采取合理的测试方法。采用试坑直接注水法测得的渗透系数较大,试坑单环注水法测得的渗透系数更接近室内常水头测试结果;试坑直接注水法所测渗透系数与试坑单环注水试验的结果较为接近,且测试结果能真实反映坝料碾压后的渗流过程,测试速度较快,仪器安装简便,在现场测试中具有较强的实用性。     

强降雨条件下坝肩边坡抗滑稳定性分析

基于饱和-非饱和渗流理论和非饱和土强度理论,建立降雨条件下边坡稳定性分析有限元数值模拟模型,研究考虑强降雨条件下渗流场变化导致饱和区渗透力变化而影响边坡稳定性的强度折减分析法。将此方法应用于广东省乐昌峡左岸坝肩边坡,进行降雨过程边坡渗流变化情况及稳定性变化分析。分析结果表明：在强降雨条件下,地表水入渗将直接导致非饱和区范围缩小、压力水头升高及局部暂态饱和区出现;考虑饱和区渗透力变化的影响,降雨入渗时边坡稳定性将会下降,但由于边坡开挖使得坡角较为平坦,而且上层强风化层的渗透系数较低,故此时边坡仍然处于稳定状态。     

基于孔压静力触探的心墙黏土水平渗透系数测定方法研究

为了提出一种准确快速的土石坝心墙黏土渗透系数测定方法,基于孔压静力触探建立了渗透水流的椭球形水平渗流模型,该模型可以较好的适用于夯实土体的水平向渗透系数评估。首先回顾了前人基于孔压静力触探测算土体渗透系数的研究成果,再从实际角度出发,分析推导了探头贯入土体产生超静孔隙水压力分布的力学模型,与实测数据对比后认为超静孔隙水压力负指数函数分布形式具有一定准确性。然后推导了基于椭球形水平向渗流模型的渗透系数评估方法。经工程实例验证,本文方法从理论和计算精度等方面对前人方法进行了完善,具有较好的工程应用前景。     

岭澳水库大坝填土渗透特征分析

通过岭澳水库大坝填土的工程特性、实测渗透指标系统误差（包括合理误差和人为误差）分析、渗透指标取值方法分析以及工程类比分析，认为大坝填筑体总体防渗性能好，沿坝体渗漏量小，库坝渗漏另有其它的重要渗漏通道；并首次提出深圳地区坝体钻孔注水试验渗透系数值普遍偏大，深圳地区坝体渗流计算渗透系数不宜采用平均值进行统计。     

电动汽车盘式制动器热-结构耦合场的分析

以某电动汽车的前轮盘式制动器为研究对象,基于有限元分析软件ABAQUS采用非线性有限元多物理场方法建立盘式制动器有限元模型;在确定模型求解的分析步、载荷以及边界条件的基础上进行盘式制动器的热-结构耦合场的仿真分析;通过在紧急制动工况下对实例电动汽车盘式制动器热-结构耦合场的瞬态应力场与温度场进行的仿真分析,得到了制动盘的温度场和应力场分布图,结果表明所设计的电动汽车盘式制动器制动盘的强度满足要求。     

非稳定渗流作用下土石坝边坡稳定

在对库水位回落条件下土石坝非稳定饱和—非饱和渗流场进行有限元分析的基础上,考虑非饱和土强度、土体密度都随含水量变化的关系及渗透力作用,利用强度折减有限元技术研究了水位降落过程中边坡稳定性的变化规律及渗透系数对边坡稳定的影响。研究成果为土石坝的设计运行、除险加固提供了参考。     

某水电站坝址区水文地质条件与水动力场研究

裂隙岩体渗流作为一个重要的科学研究和工程应用问题,近几十年来得到了国内外学者广泛的关注和持续的研究。裂隙岩体研究的难点和热点是渗透系数的求取和渗流模型的选取。以某水电站工程为例,采用压水试验法确定了坝址区岩体的渗透系数,应用等效连续介质数值模拟方法对坝址区地下水渗流场进行了模拟计算。     

堤防渗流稳定性的随机模拟

针对土壤的饱和渗透系数在空间分布的变异性对堤防进行随机渗流模拟，利用渗流模拟结果对坡面出渗的临界坡降进行了随机分析，并与不考虑随机性时的渗流模拟结果进行了对比，得出了一些有意义的结论。     

磁流变减振器多场耦合仿真分析

研究了磁流变减振器电磁-流和流-固耦合的建模方法及求解方法。基于电磁-流和流-固耦合有限元方法,利用Adina软件建立高精度的流-电磁有限元网格模型和固体有限元网格模型,并在Adina软件后处理中进行求解分析,分别得到了磁流变减振器非控状态和通电状态的阻尼力-速度特性、示功特性、磁场分布特性、核心区域流场压力场和速度场特性。仿真结果表明:在高速磁流变液的冲击下,核心区域流场压力场变化明显;根据磁场分布特性,说明设计的单筒磁流变减振器结构能增大阻尼力调节范围。在电磁-流和流-固耦合计算中考虑了流体湍流流动,尽量使仿真模型与物理模型保持一致,试验结果与仿真结果吻合较好。     

衬砌渗透性对深埋隧洞渗流场及塑性区的影响

将深埋隧洞简化为圆形轴对称模型,推导得到其渗流场和考虑渗透体积力的弹塑性解。以此为基础,通过衬砌与围岩渗透系数比值变化,对隧洞渗流场、塑性区和渗漏量进行分析,探讨衬砌渗透性影响。算例表明,当衬砌为透水材料时,衬砌及围岩内水头从外向内迅速减小,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,渗流场变化不再显著。隧洞渗漏量随衬砌与围岩渗透系数比值增大逐渐增大,但比值大于50后,趋于稳定值。对于存在初始塑性区的无压隧洞,当衬砌不透水时,衬砌的塑性区较大;塑性区随衬砌与围岩渗透性增大逐渐减小,并趋于稳定。对于存在初始塑性区的有压隧洞,保持内压不变,随着衬砌渗透性的增大,塑性区迅速加大,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,塑性区不再变化;对于无初始塑性区的隧洞,保持内压不变,衬砌的渗透性对塑性区发展影响较小。     

衬砌渗透性对深埋隧洞渗流场及塑性区的影响研究

将深埋隧洞简化为圆形轴对称模型,推导得到其渗流场和考虑渗透体积力的弹塑性解.以此为基础,通过衬砌与围岩渗透系数比值变化,对隧洞渗流场、塑性区和渗漏量进行分析,探讨衬砌渗透性影响.算例表明,当衬砌为透水材料时,衬砌及围岩内水头从外向内迅速减小,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,渗流场变化不再显著.隧洞渗漏量随衬砌与围岩渗透系数比值增大逐渐增大,但比值大于50后,趋于稳定值.对于存在初始塑性区的无压隧洞,当衬砌不透水时,衬砌的塑性区较大;塑性区随衬砌与围岩渗透性增大逐渐减小,并趋于稳定.对于存在初始塑性区的有压隧洞,保持内压不变,随着衬砌渗透性的增大,塑性区迅速加大,但当衬砌与围岩渗透系数比值大于50后,塑性区不再变化;对于无初始塑性区的隧洞,保持内压不变,衬砌的渗透性对塑性区发展影响较小.     

桩土共同作用下的桩基开裂特性分析

以某输电线路跨越塔桩基计算为例,针对桩土接触问题的高度非线性,通过引入三维接触单元来模拟桩与桩侧土体之间的非线性"滑移破坏",采用弹塑性有限元的方法计算了桩土共同作用下的桩基位移及应力,确定了桩侧土体可能产生缝隙的宽度和深度,并在此基础上复核土体的渗流特性.计算结果表明:在各种不利荷裁组合作用下,跨越塔桩基与土层的缝隙开展宽度及深度均非常有限,桩体所受的拉、压应力均较小,桩基建设对渗流场整体分布特征的影响极为微弱.     

牙根二级水电站坝区渗流场分析与渗控效应评价

牙根二级水电站坝址区河谷狭窄,岸坡陡峻,地质条件复杂。水库蓄水后,坝体、坝基及两岸绕坝渗流将成为影响工程安全和正常运行的重要因素之一。综合分析地形地貌、地质构造以及防渗排水方案的特点,建立坝区三维有限元模型,采用子结构、变分不等式和自适应罚函数相结合的方法(简称SVA方法),结合典型挡水坝段与坝区整体渗流场分析成果,研究了坝区渗流场分布特征,分析了排水孔幕间距以及碾压混凝土层间渗透性对渗流场的影响,并对防渗排水措施的渗流控制效率进行了评价,从而为工程建设提供合理的建议。研究表明,坝区渗流控制措施布置合理,防渗排水效果显著;排水孔幕的布置对坝基扬压力起控制性作用;碾压混凝土渗流特性的各向异性对大坝渗流自由面的性态有显著影响。     

浅析某水库大坝的除险加固

分析了某水库大坝的现状,针对其存在的主要病险进行了加固设计,并使用基于瑞典圆弧法的软件,对各种工况下的坝坡进行渗流稳定分析,结合《碾压式土石坝设计规范》(SL 274-2001)分析了计算结果,得到的结果满足规范要求。