考虑空间差异性下的沥青混凝土心墙坝性态分析
发布时间：2021-12-17 11:02
沥青混凝土心墙坝由于其良好的性能在国内外得到了广泛的应用,随着我国水电事业的蓬勃发展,国内沥青混凝土心墙坝正在向超高坝和高寒强震频发地区发展。在以往的大坝应力变形计算中,坝体材料参数通常选取设计值,但因为实际施工质量的影响,使得筑坝材料在空间上表现出差异性,从而影响大坝应力变形有限元计算结果。因此,有必要研究在堆石料以及覆盖层具有空间差异性时的沥青混凝土心墙坝有限元分析,提高大坝应力应变有限元分析的准确度,为今后的坝体设计给出指导性建议。本文主要研究成果如下:（1）基于ABAQUS二次开发平台UMAT实现了邓肯-张E-B模型在软件中的调用,对建在覆盖层上的沥青混凝土心墙坝进行了设计工况下的有限元计算,分析了坝体和沥青混凝土心墙的应力变形,并探讨了坝体与覆盖层之间应力变形趋势的相互作用关系。（2）在考虑坝体材料与覆盖层空间差异性的情况下,提出了基于随机有限元的沥青混凝土心墙坝应力变形不确定性分析方法。利用蒙特卡罗概率设计方法,得到了沥青混凝土心墙坝应力变形的分布规律,并与设计工况下的有限元结果对比,确定考虑空间差异性对坝体与心墙应力变形的影响,以及应力变形的超标概率。从而为大坝建设的设计...
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
心墙“拱效应”Fig.3-1Archingeffectofcorewall
第 4 章 工程实例分析4.1 工程概况某沥青混凝土心墙坝坝顶高程1481.50m，最大坝高82.50m，坝顶宽度12.00m，坝顶长度 407.44m，大坝上下游坝坡均为 1:1.8，工程正常蓄水位为 1475.00m。沥青混凝土心墙顶高程 1479.00m，底高程 1399.00m，顶部厚 0.60m，心墙至1405.50m 高程处逐渐加厚至 1.10m，从 1405.50m 高程以下至 1403.50m 高程处为心墙放大脚，心墙底部逐渐变厚为 2.30m。在心墙上下游侧设置有厚度为 4.50m的过渡层，过渡层外侧为坝壳堆石区。坝体材料共分为四个区：堆石料Ⅰ区、堆石料Ⅱ区、过渡层区、沥青混凝土心墙区，图 4-1 为大坝典型横剖面图。坝址基岩主要为浅灰色~灰白色斜长花岗岩，岩石致密坚硬较完整，抗风化能力强。坝址区河床地基具有覆盖层，一般厚度为 42~50m，且以散粒体为主，多为漂（块）卵（碎）砾石夹砂土（fglQ3），分布在河谷底部，漂（块）卵（碎）砾石成分以花岗岩、闪长岩为主。
河北工程大学硕士学位论文墙坝共剖分 8216 个单元，沥青混凝土心墙共剖分 468 个单元，覆盖层与基岩共剖分 18926 个单元。地基采用截断选取，竖直方向向下截取 50m，并在其底部施加固定位移约束；水平向截断长度为 50m，并在其截断面上施加固定位移约束。计算中规定沿坝轴向从右岸到左岸为 X 坐标正向；沿坝体高程方向规定为 Y坐标（Y 为高程）正向；垂直于坝轴线从上游到下游为 Z 坐标正向。
【参考文献】：
期刊论文
[1]数字化施工下堆石坝模型参数空间估计及赋值[J]. 陈辉,刘东海,戚蓝. 岩土工程学报. 2018(02)
[2]沥青混凝土水力劈裂的细观机理研究[J]. 武利强,王良,章晓桦,朱晟. 水力发电. 2017(02)
[3]某沥青混凝土心墙堆石坝变形特性分析[J]. 肖亚子,裴亮,陈建康,杨灿. 水电能源科学. 2016(11)
[4]基于蒙特卡罗模拟的高效边坡可靠度修正方法[J]. 张浮平,曹子君,唐小松,李典庆. 工程力学. 2016(07)
[5]沥青混凝土心墙发展现状及其特性研究[J]. 黄欢. 农村经济与科技. 2016(06)
[6]考虑堆石料空间变异性的土石坝地震反应随机有限元分析[J]. 杨鸽,朱晟. 岩土工程学报. 2016(10)
[7]沥青混凝土心墙堆石坝应力变形有限元分析[J]. 涂幸,李守义,李炎隆,王国辉,任洁. 应用力学学报. 2016(01)
[8]一种改进邓肯张模型及其在土石坝数值模拟中的应用[J]. 邵东琛. 三峡大学学报(自然科学版). 2015(04)
[9]沥青混凝土心墙坝应力变形及水力劈裂研究[J]. 吴海林,彭云枫,杜晓帆,冉红洲. 水力发电学报. 2015(04)
[10]沥青混凝土心墙坝水力劈裂发生机理及分析[J]. 邓建伟,凤炜,何建新. 水资源与水工程学报. 2014(05)
博士论文
[1]深厚覆盖层上沥青混凝土心墙堆石坝变形研究[D]. 王奇.西南石油大学 2016
硕士论文
[1]百米级高沥青混凝土心墙坝受力特性研究[D]. 吴翰麟.西安理工大学 2017
[2]百米级沥青混凝土心墙坝渗流特性及坝坡稳定性研究[D]. 王欢.西安理工大学 2017
[3]浇筑式、碾压式与组合式沥青混凝土心墙特性研究[D]. 余林.新疆农业大学 2016
[4]沥青混凝土防渗心墙在土石坝加固中的应用研究[D]. 江时俊.昆明理工大学 2016
[5]人—自行车鞍座系统有限元分析与舒适性研究[D]. 辛英.天津理工大学 2013
[6]施工质量不确定下高土石坝应力变形随机有限元分析[D]. 王倩.天津大学 2012
[7]二塘沟水库深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝应力与变形计算分析[D]. 代凌辉.新疆农业大学 2011
[8]基于有限元方法的船闸结构仿真分析及可靠度研究[D]. 邹开明.长沙理工大学 2011
[9]基于ABAQUS的混凝土面板堆石坝三维应力应变分析[D]. 赵通阳.郑州大学 2010
[10]沥青混凝土力学模型参数研究及沥青心墙堆石坝三维数值分析[D]. 韩艳.西安理工大学 2010
本文编号：3539985
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
心墙“拱效应”Fig.3-1Archingeffectofcorewall
第 4 章 工程实例分析4.1 工程概况某沥青混凝土心墙坝坝顶高程1481.50m，最大坝高82.50m，坝顶宽度12.00m，坝顶长度 407.44m，大坝上下游坝坡均为 1:1.8，工程正常蓄水位为 1475.00m。沥青混凝土心墙顶高程 1479.00m，底高程 1399.00m，顶部厚 0.60m，心墙至1405.50m 高程处逐渐加厚至 1.10m，从 1405.50m 高程以下至 1403.50m 高程处为心墙放大脚，心墙底部逐渐变厚为 2.30m。在心墙上下游侧设置有厚度为 4.50m的过渡层，过渡层外侧为坝壳堆石区。坝体材料共分为四个区：堆石料Ⅰ区、堆石料Ⅱ区、过渡层区、沥青混凝土心墙区，图 4-1 为大坝典型横剖面图。坝址基岩主要为浅灰色~灰白色斜长花岗岩，岩石致密坚硬较完整，抗风化能力强。坝址区河床地基具有覆盖层，一般厚度为 42~50m，且以散粒体为主，多为漂（块）卵（碎）砾石夹砂土（fglQ3），分布在河谷底部，漂（块）卵（碎）砾石成分以花岗岩、闪长岩为主。
河北工程大学硕士学位论文墙坝共剖分 8216 个单元，沥青混凝土心墙共剖分 468 个单元，覆盖层与基岩共剖分 18926 个单元。地基采用截断选取，竖直方向向下截取 50m，并在其底部施加固定位移约束；水平向截断长度为 50m，并在其截断面上施加固定位移约束。计算中规定沿坝轴向从右岸到左岸为 X 坐标正向；沿坝体高程方向规定为 Y坐标（Y 为高程）正向；垂直于坝轴线从上游到下游为 Z 坐标正向。
【参考文献】：
期刊论文
[1]数字化施工下堆石坝模型参数空间估计及赋值[J]. 陈辉,刘东海,戚蓝. 岩土工程学报. 2018(02)
[2]沥青混凝土水力劈裂的细观机理研究[J]. 武利强,王良,章晓桦,朱晟. 水力发电. 2017(02)
[3]某沥青混凝土心墙堆石坝变形特性分析[J]. 肖亚子,裴亮,陈建康,杨灿. 水电能源科学. 2016(11)
[4]基于蒙特卡罗模拟的高效边坡可靠度修正方法[J]. 张浮平,曹子君,唐小松,李典庆. 工程力学. 2016(07)
[5]沥青混凝土心墙发展现状及其特性研究[J]. 黄欢. 农村经济与科技. 2016(06)
[6]考虑堆石料空间变异性的土石坝地震反应随机有限元分析[J]. 杨鸽,朱晟. 岩土工程学报. 2016(10)
[7]沥青混凝土心墙堆石坝应力变形有限元分析[J]. 涂幸,李守义,李炎隆,王国辉,任洁. 应用力学学报. 2016(01)
[8]一种改进邓肯张模型及其在土石坝数值模拟中的应用[J]. 邵东琛. 三峡大学学报(自然科学版). 2015(04)
[9]沥青混凝土心墙坝应力变形及水力劈裂研究[J]. 吴海林,彭云枫,杜晓帆,冉红洲. 水力发电学报. 2015(04)
[10]沥青混凝土心墙坝水力劈裂发生机理及分析[J]. 邓建伟,凤炜,何建新. 水资源与水工程学报. 2014(05)
博士论文
[1]深厚覆盖层上沥青混凝土心墙堆石坝变形研究[D]. 王奇.西南石油大学 2016
硕士论文
[1]百米级高沥青混凝土心墙坝受力特性研究[D]. 吴翰麟.西安理工大学 2017
[2]百米级沥青混凝土心墙坝渗流特性及坝坡稳定性研究[D]. 王欢.西安理工大学 2017
[3]浇筑式、碾压式与组合式沥青混凝土心墙特性研究[D]. 余林.新疆农业大学 2016
[4]沥青混凝土防渗心墙在土石坝加固中的应用研究[D]. 江时俊.昆明理工大学 2016
[5]人—自行车鞍座系统有限元分析与舒适性研究[D]. 辛英.天津理工大学 2013
[6]施工质量不确定下高土石坝应力变形随机有限元分析[D]. 王倩.天津大学 2012
[7]二塘沟水库深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝应力与变形计算分析[D]. 代凌辉.新疆农业大学 2011
[8]基于有限元方法的船闸结构仿真分析及可靠度研究[D]. 邹开明.长沙理工大学 2011
[9]基于ABAQUS的混凝土面板堆石坝三维应力应变分析[D]. 赵通阳.郑州大学 2010
[10]沥青混凝土力学模型参数研究及沥青心墙堆石坝三维数值分析[D]. 韩艳.西安理工大学 2010
本文编号：3539985
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