數(shù)字化施工下高土石壩施工期結(jié)構(gòu)性態(tài)有限元精細(xì)分析.pdf

1、高土石壩施工期壩體結(jié)構(gòu)性態(tài)(如壩體應(yīng)力變形、不均勻沉降、裂縫和拱效應(yīng)等)直接關(guān)系到大壩將來(lái)的運(yùn)行安全。目前在對(duì)土石壩壩體結(jié)構(gòu)性態(tài)的相關(guān)研究中,往往采用假設(shè)土石壩同一分區(qū)中壩料性態(tài)同質(zhì),以及假設(shè)各分區(qū)壩體均勻上升等簡(jiǎn)化,而忽略了實(shí)際施工質(zhì)量下壩料特性在空間上的差異性,以及實(shí)際動(dòng)態(tài)的施工進(jìn)程(進(jìn)度形象面貌)對(duì)土石壩施工期壩體結(jié)構(gòu)性態(tài)的影響。本文將在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上,結(jié)合課題組在高土石壩施工質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控方面已取得的相關(guān)成果,考慮實(shí)際施工質(zhì)

2、量及大壩填筑過(guò)程,深入開(kāi)展數(shù)字化施工下高土石壩施工期結(jié)構(gòu)性態(tài)的有限元精細(xì)分析及其應(yīng)用研究,可為高土石壩安全分析提供一條新的途徑。本文具體的研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　(1)介紹了高土石壩非線性有限元分析的原理和方法,詳細(xì)闡述了反映土體非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的鄧肯-張E?B本構(gòu)關(guān)系模型,并實(shí)現(xiàn)了在大型通用有限元軟件ADINA中的高土石壩施工期有限元建模。
　　(2)介紹了數(shù)字化施工下土石壩碾壓參數(shù)(碾壓遍數(shù)、碾壓速度、壓實(shí)厚度和激振

3、力)、含水率以及級(jí)配的獲取方法,建立了壩料壓實(shí)密度與碾壓參數(shù)、含水率及級(jí)配的多元回歸模型。并在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步建立了壩料密度、含水率、級(jí)配與鄧肯-張E?B模型參數(shù)(c、?、k、n、Rf、kb、m)的多元回歸模型,用以估計(jì)壩體任意位置處的壩料參數(shù)值。
　　(3)建立了全區(qū)域三維空間網(wǎng)格模型,實(shí)現(xiàn)了施工倉(cāng)面網(wǎng)格與有限元模型單元的匹配,提出了任意有限單元材料參數(shù)的精細(xì)賦值方法;并根據(jù)數(shù)字大壩系統(tǒng)采集的實(shí)際填筑過(guò)程及進(jìn)度形象面貌,實(shí)現(xiàn)了大