土石壩施工質量監(jiān)控的離散單元法分析.pdf

1、目前，對土石壩施工質量的監(jiān)控基本上是以碾壓后的土體密度或壓實度作為控制指標。雖然此法簡單，但是操作起來費時費力。另外目前應用數(shù)值方法從理論上對土體的壓實度進行研究還鮮有文獻可查，這主要是因為土石壩的填料是一種離散介質結構，其力學行為受到諸多外部因素的影響，而且還有受其形狀、塊體之間的相互約束和作用等因素影響，這些是連續(xù)機理方法難以模擬分析的。而離散單元法是一種分析不連續(xù)結構即離散介質的數(shù)值方法，可以用來模擬土石體的力學行為。 本

2、文基于二維圓盤剛性離散單元法的基本原理，編制了相應的計算分析程序(DEM2D)，并對相關參數(shù)進行了分析和研究，通過算例驗證了DEM2D程序的正確性，最后用該程序對土體的動態(tài)力學特性進行了模擬分析。 二維圓盤剛性離散元的生成方式有多種，主要是基于蒙特卡洛法隨機生成，并且可以對區(qū)域內的單元的大小、位置、級配和孔隙率進行參數(shù)控制；在程序中，可以對單元施加初始速度或外荷載，二者均是以x，y方向施加到單元的形心上；采用動態(tài)松弛法求解靜力或

3、動力作用的瞬態(tài)位移場、速度場、加速度場和單元之間的接觸作用力，并以AutoCAD圖形或文本文件輸出。 本文首次應用離散單元法對土石壩的土體壓實度與其彈性模量之間的關系進行了模擬分析。該計算模型和方法可以動態(tài)地模擬便攜式落錘彎沉儀(PortableFalling Weight Deflector 簡稱PFWD)測定土體彈性模量的工作方式。模擬的結果顯示土體的壓實度與模量之間具有良好的相關性，并且與試驗及便攜式彎沉儀實測的數(shù)據(jù)保持一