基于ANSYS的大壩滲流分析研究.pdf

1、本文首先介紹了滲流基本理論和控制方程,對比滲流方程和熱方程的相似性,在此基礎(chǔ)上得出可以利用ANSYS熱模塊計算分析壩體滲流問題的結(jié)論。之后介紹了穩(wěn)定和非穩(wěn)定狀態(tài)下滲流問題的有限單元法及其求解過程,并對ANSYS軟件的熱模塊求解穩(wěn)定和非穩(wěn)定狀態(tài)滲流問題的一般步驟進行說明。對于大壩滲流分析的首要邊界條件浸潤線的確定,本文利用ANSYS軟件中的生死單元技術(shù)來解決。接著本文利用ANSYS對話框模式和參數(shù)化設(shè)計語言(APDL)分別對黑河金盆大壩穩(wěn)

2、定滲流分析。鑒于APDL方式的諸多優(yōu)點,本文采用APDL編制非穩(wěn)定滲流ANSYS程序,對黑河金盆大壩在上游水位下降過程中大壩水頭變化情況進行了定性分析。對穩(wěn)定狀態(tài)下的大壩滲透系數(shù)的反演,本文選取黑河金盆大壩2003年至2004年中三組比較穩(wěn)定的滲流觀測資料,利用ANSYS軟件中的優(yōu)化設(shè)計模塊來反演大壩滲透系數(shù)。計算結(jié)果表明,心墻靠近上游部分區(qū)域反演出的三組滲透系數(shù)基本一致;而心墻靠近下游部分區(qū)域反演出的滲透系數(shù)變幅較大,滲透系數(shù)不為常數(shù)

3、,這是因為該區(qū)域可能處于非飽和狀態(tài)下。該結(jié)論與實測的等勢線分布情況相符。說明利用ANSYS優(yōu)化設(shè)計反演大壩穩(wěn)定狀態(tài)下滲透系數(shù)的方法是可行的。反演滲透系數(shù)的目的是為了對大壩滲流狀態(tài)進行分析和評價。最后利用穩(wěn)定狀態(tài)下反求的滲透系數(shù)和壩體材質(zhì)特性作為水文參數(shù),在上游水位上升和下降過程中,對壩體滲流狀態(tài)及穩(wěn)定性進行分析和評價。本文嘗試地利用ANSYS有限元法的熱模塊來求解大壩穩(wěn)定和非穩(wěn)定狀態(tài)下壩體滲流分析,并利用實例來證明了該思路和方法的可行性