考慮各向異性的土石壩應(yīng)力變形分析.pdf

1、各向異性是土體的重要特性，也是土體材料不同于金屬等材料的一個(gè)典型特性。隨著土石壩工程高度的增加，各向異性特性對(duì)壩體的應(yīng)力變形影響也越來越大。如何正確地在土體本構(gòu)關(guān)系中模擬和反映各向異性影響，建立反映這種特性的工程計(jì)算方法，對(duì)巖土工程實(shí)踐有著重要的意義。 本文首先介紹了各向異性的基本理論，詳細(xì)地闡述了土體各向異性的發(fā)展?fàn)顩r；其次，對(duì)土體柔度矩陣進(jìn)行推導(dǎo)，解析了各向異性等柔度矩陣的變化過程；最后，在前人試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)土體柔度矩陣

2、的一般規(guī)律和各向異性應(yīng)力變形規(guī)律，為建立橫觀各向同性計(jì)算方法和各向異性計(jì)算方法奠定了理論基礎(chǔ)。 基于對(duì)土石壩橫觀各向同性特點(diǎn)的考慮，在經(jīng)典非線性彈性模型--鄧肯E-B模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合前人三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，本文提出一種橫觀各向同性柔度矩陣的修改方法，并在此基礎(chǔ)上編寫了橫觀各向同性有限元計(jì)算程序。最后以某心墻堆石壩為背景進(jìn)行應(yīng)力變形分析，并與常規(guī)鄧肯模型計(jì)算結(jié)果和現(xiàn)有的實(shí)測(cè)資料進(jìn)行比較，結(jié)果表明，修改的橫觀各向同性計(jì)算方法對(duì)于壩體水平

3、位移(填筑期)、豎向位移、小主應(yīng)力等方面的計(jì)算更為精確，初步驗(yàn)證了橫觀各向同性計(jì)算方法的可靠性和有效性。 考慮到土體各向異性特性以及橫觀各向同性計(jì)算方法的不完善，本文從柔度矩陣的角度進(jìn)行分析，對(duì)土體各向異性的計(jì)算方法進(jìn)行嘗試，建立了一種近似表達(dá)土體各向異性的計(jì)算方案并編寫成有限元計(jì)算程序。通過對(duì)某心墻堆石壩的應(yīng)力變形分析，結(jié)果表明，修改的各向異性計(jì)算程序計(jì)算結(jié)果的圖形分布和數(shù)值范圍均與實(shí)測(cè)資料基本相符，較好的反映了壩體的應(yīng)力變形