高面板堆石壩非線性數(shù)值分析快速求解法的研究.pdf

1、隨著我國水利水電事業(yè)的飛速發(fā)展，混凝土面板堆石壩的高度被不斷地刷新。現(xiàn)已建成的水布埡面板堆石壩高度為233m，是世界上最高的面板堆石壩，300m級(jí)的面板堆石壩目前也在規(guī)劃研究中，而且在建和擬建的混凝土面板堆石壩壩址多坐落在地形、地質(zhì)條件復(fù)雜的地方。隨著壩高的逐漸增加，筑壩規(guī)模的增大，壩體的受力和變形問題變得越來越突出，更好的分析高面板壩的受力和變形對(duì)壩體的設(shè)計(jì)和施工顯得至關(guān)重要。
　　高面板壩的數(shù)值分析是個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的非線性有限元問

2、題，采用有限元法求解時(shí)，由于高面板壩的結(jié)構(gòu)規(guī)模增大，模型網(wǎng)格數(shù)隨之增多，為了更好地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，如果采取加密措施，網(wǎng)格數(shù)量會(huì)更大，給計(jì)算帶來了很大的困難。以前通用的直接法無論在內(nèi)存占用還是求解效率上已經(jīng)難以滿足計(jì)算的需求，為了節(jié)約內(nèi)存、提高計(jì)算速度和精度，需要尋求新的計(jì)算方法，這對(duì)高面板壩的數(shù)值模擬不僅具有重大的理論意義，還具有深遠(yuǎn)的工程實(shí)用意義。為了解決這一問題，本文主要做了如下三個(gè)方面的工作:
　　1.研究了預(yù)處理矩陣的方法、

3、SSOR-PCG法及其改進(jìn)的迭代格式、總體剛度矩陣的存儲(chǔ)技術(shù)，然后結(jié)合土石壩有限元靜力計(jì)算的需要，提出了采用行壓縮稀疏格式存儲(chǔ)總體剛度矩陣，SSOR-PCG法改進(jìn)迭代格式求解大型線性方程組的快速求解法及一套快速求解法的編程實(shí)現(xiàn)方案，使用Visual Fortran語言編寫了基于快速求解法的土石壩三維有限元靜力計(jì)算程序。
　　2.選擇規(guī)則面板堆石壩作為算例，采用不同密度的網(wǎng)格剖分方法，分別得到兩種不同網(wǎng)格數(shù)量的有限元模型，然后分別采