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《基于应力-渗流-损伤耦合模型的重力坝三维水力劈裂数值模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn基于应力-渗流-损伤耦合模型的重力坝三维水力劈裂数值模拟1,22**沙莎，张国新5（1.清华大学水利水电工程系，北京100084；2.中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京100038）摘要：裂缝的高压水力劈裂是混凝土高坝安全评估的重要部分。目前，重力坝水力劈裂的数值模拟绝大多数是二维的，对于坝体上游面经常出现的竖直裂缝的三维水力劈裂的数值研究几乎为零。本文提出一种应力-渗流-损伤耦合模型，可以模拟重力坝三维水力劈裂现象。采10用该耦合模型，模拟了一个内置裂缝的圆柱
2、体试件的水力劈裂，数值结果与试验结果吻合很好，表明该耦合模型可以很好的模拟水力劈裂。在此基础上，采用该耦合模型，模拟了观音岩重力坝劈头裂缝的形成，数值结果表明，随着上游水位的抬升，裂缝逐渐向坝体上部、深部扩展，正常蓄水位时，损伤区域显著扩大，裂缝面呈圆弧状，与设计院预测的范围基本吻合。本文耦合模型可以有效地模拟重力坝的三维水力劈裂现象，可以预测施工期形成的表面15裂缝在蓄水期是否扩展、扩展过程及最终扩展范围，评估表面裂缝的危险程度以及时采取有效的处理措施，为高重力坝的安全运行提供技术保障。关键词：重力坝；水力劈裂；三维；应力-渗流-损伤；耦合中图分类
3、号：TV31320Simulationof3Dhydraulicfracturingofconcretegravitydamsbasedonstress-seepage-damagecouplingmodel1,22SHASha,ZHANGGuoxin(1.TsinghuaUniversity,DepartmentofHydraulicEngineering,Beijing,100084;2.ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch,StateKeyLaboratoryof25Simula
4、tionandRegulationofWaterCycleinRiverBasin,Beijing,100038)Abstract:Highpressurehydraulicfracturingisanimportantpartofsafetyassessmentinhighconcretedams.Atpresent,mostofthenumericalsimulationsofhydraulicfracturinginconcretegravitydamsarelimitedto2D.Thereislackofsimulationof3Dhydr
5、aulicfracturingofverticalcrackswhichoftenoccurontheupstreamofthedam.Inthisstudy,astress-seepage-damagecouplingmodelispresented30forthesimulationof3Dhydraulicfracturing.Bythecouplingmodel,hydraulicfracturingofaninternalcrackinacylinderspecimenissimulatedandtheresultsareingoodagr
6、eementwiththeexperimentalresults,showingthatthecoupledmodelcansimulatehydraulicfracturingwell.Thenthecoupledmodelisusedtosimulate3DhydraulicfracturingofGuanyinyanconcretegravitydam.Thenumericalresultsshowthatwiththerisingofwaterlevel,thecrackextendstotheupperanddeeper35partofth
7、edamgradually.Atthenormalwaterlevel,thedamageareasignificantlyexpandsandisinarcshape,whichisconsistentwiththeareaforecastedbythedesigninstitute.Thecoupledmodelcansimulate3Dhydraulicfracturingintheconcretegravitydamseffectively,predictwhethersurfacecracksoccurringintheconstructi
8、onperiodwouldextendduringthestorageperiod,theextension
