基于碾压混凝土成层特性的弹塑性分析及数值模拟

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1、论文评阅人1：韭丞强塾援评阅人2：王拯主副数援评阅人3：塞4酉至塾奁评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：王拍生硒宜员委员1：塞I国堡数援委员2：塑云进副塾拯委员3：程焦壬副教拯委员4：冱五二副塾援委员5：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助(课题编号：2013CB035901)国家自然科学基金项目资助(项目批准号：51379185)ProjecI2013CB035901SuppodedbyNationalBasicResearchProgramofChina(973Program)Project51379185SuppoSedbyNationalNaturalScienc

2、eFoundationofChina浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝鎏盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：扒乍澍。签字日期：少，jc’年专月，f日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝鎏盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝鎏盘堂可以将学位论文

3、的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：纵巾比导师签名：乙J签字日期：幽7≯年乡月『『日签字日期：7∞【吵年弓月l7浙江大学硕士学位论文致谢本文是在刘国华教授的悉心指导下完成的。从师三载，刘老师渊博深厚的学术造诣、严谨踏实的治学态度、虚怀若谷的为人之道在学习上、思想上都给予了我深刻的影响。大音希声，却如沐春风。同时，感谢水利工程学系其他老师的热情指导和无私帮助。感谢师兄谢中凯、梁旭、苏项庭、吴钢锋、赵洋、张劲帆、叶居东、张沛在学习上的耐心指导和生活中的热情帮助。感

4、谢同窗好友高希超、叶昌鹏、王川、李远明、李蔚、赵丹丹、赵艳，师弟黄宇劫、鱼子渊、师妹张宁对我的关心与鼓励。感谢室友曹建国、白皓、陈国龙带给我兄弟般的关怀与温暖。时间易逝，友谊长存。感谢深爱我的父亲母亲，“焉得谖草，言树之背”，养育之恩，无以回报。感谢我的弟弟。你们永远健康快乐是我最大的心愿。感谢我的妻子卢微然，是你的微笑如春日阳光始终伴我左右，支持着我坚定不移地走下去。最后，再一次感谢所有关心我，爱护我的老师、亲人、朋友，并致以最诚挚的祝福!武维毓2014．2于紫全港浙江大学硕士学位论文摘要碾压混凝土坝近年来在水利工程领域应用广泛，我国的筑坝数量和规模发展迅速，筑坝技术与经验也

5、处于国际领先水平。然而，随着地质勘探技术不断进步，大坝安全监测技术发展，工程实践经验的积累与完善，仍然需要我们进一步加深对碾压混凝土材料性能的了解，更加有效地利用计算机和数值分析软件，拓宽研究领域，解决在高坝建设中遇到的缺乏可借鉴经验的难题。利用有限元法进行碾压混凝土坝弹塑性分析，有助于在大坝极限承载力、安全储备、渐进破坏过程分析、地震等极端工况下安全分析等方面提供新的思路，可以更有效地指导目前的坝工设计，促进混凝土坝设计方法的现代化。由于碾压混凝土本身的超干硬特性及大面积通仓薄层浇筑碾压的施工特点，导致碾压混凝土坝存在较多的层间交接面。本文基于此特点，将碾压混凝土坝视为横观各

6、向同性体，拟建立一个新的碾压混凝土坝弹塑性分析理论模型，并探讨相应的数值模拟方法。首先，基于应力不变量与组构张量提出一个修正的Druker-Prager屈服准则。然后引入塑性势函数，采用非关联流动法则，推导出屈服准则的一致性映射返回算法，并且形成一致性切线模量矩阵。数值模拟方面，基于ABAQUS用户材料子程序接口，应用FORTRAN语言编写了该理论模型的程序代码，以平板压缩模型和碾压混凝土坝模型为算例，从不同角度检验所提出理论模型的合理性及数值模拟的有效和稳定性。关键词：碾压混凝土；横观各向同性；应力；弹塑性分析；有限元：UMAT浙江大学硕士学位论文Absn粥tAbstract

7、RCC(RollerCompactedConcrete)damshavebeenwidelyusedinthefieldofhydraulicengineeringinrecentyears．TheconstructionscaleofRCCdamsinChinaextendsfastandtheconstructiontechniqueiSintheinternationaladvancedlevel．However,asthegeologicalexplorationtechnology