面板堆石坝变形特性及分析模型研究硕士论

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1、河海大学硕士学位论文面板堆石坝变形特性及分析模型研究姓名：肖浩波申请学位级别：硕士专业：水工结构工程指导教师：吴中如20060301摘要面板堆石坝是一种较特殊的坝型，其堆石体和面板的变形在很大程度上影响整个坝体的稳定性和安全性。本文对面板堆石坝变形特性及分析模型进行了较为深入的研究，主要内容如下：(1)分析了堆石体变形的主要影响因素，探讨了堆石体在这些影响因素作用下的变形特性；研究了堆石体流变机理，分析了四种常见的流变模型；探讨了多因素时变分析模型的建模思路和求解方法，建立了堆石体施工期、运行期沉降

2、多因素时变分析模型。(2)分析了面板变形的主要影响因素，探讨了面板在这些影响因素作用下的变形特性；推导了温度应力分量和收缩应力分量的数学表达式，建立了面板应力多因素时变分析模型；考虑水压及堆石体变形对面板挠曲变形的影响，推导了水压分量的数学表达式，建立了面板挠眭变形的空间多因素时变分析模型。(3)研究了面板堆石坝材料的本构模型，在Marc软件基础上进行二次开发，实现了堆石体自重的分级加载，编制了DtmcanE--B模型子程序、堆石流变子程序和水压加载子程序，建立了面板堆石坝三维有限元分析模型。(4)

3、以大坳面板堆石坝为例，分析了堆石体和面板变形特性；利用实测资料验证所建立的多因素时变分析模型的合理性；利用Marc软件及编制的子程序对大坳面板堆石坝进行三维有限元计算，分析了考虑堆石流变和不考虑堆石流变两种情况下面板堆石坝的变形特性。关键词：面板堆石坝、流变、多因素时变分析模型、本构模型、二次开发、三维有限元Ab砒tactAbstractConcreteFacedRock—fillDam(CFRD)isaspecialtypeofdam，thedeformationsofrockfillandcon

4、cretefaceinfluencethestabilityandsafetyofCFRDinlargeextent．Thedefomaationcharacteristicsandanalysismodelarespeciallystudied．ThemaincontentsareasfoUows：(1)Themaininfluencfactorsofrockfilldeformationareanalyzed．Thedeformationcharacteristicsunderthesefact

5、orsisstudied．Therheologymechanismandrheologymodelarestudied．髓etheoryandsolutionoftime-varyingmodelbasedonmultiplefactorsareputforward．Thesettlementmodelsofrockfillunderconstructionandoperationareestablished．(2)Themaininfluencingfactorsofconcretefacedef

6、ormationareanalyzed．Thedeformationcharacteristicunderthesefactorsisstudied．Themathematicexpressionsoftemperaturestressanddryshrinkagestressarededuced．Thetime—varyingmodelbasedonmultiplefactorsofconcretefacestressisestablished．Accordingtotheeffectsofwat

7、erstressandrockfilldeformationonconcretefacedeflection，thespacetime-varyingmodelbasedonmultiplefactorsofconcretefacedeflectionisestablished．(3)TheconstitutivemodelsofCFRDarestudied．theseconddevelopmentbasedonMarcismade．Thestep—by—steploadingofrockfilld

8、eadloadisrealized．ThesubroutinesofDuncanE--Bmodel，rockfillrheologyandwaterstressloadingareprogrammed．The3DFEMofCFRDisestablished．(4)AccordingtoDaaoCFRD．themonitoringdeformationcharacteristicsofrockfillandconcretefaceareanalyzed．Basedonm