土工膜界面动力剪切特性数值模拟及应用

利用改装的土石料大型剪切仪对土工膜-砂砾石界面开展循环剪切试验,获得土工膜界面在不同竖向压力下的滞回曲线、主干线和阻尼比曲线,建立相应的剪切劲度和等效阻尼比数学模型。在此基础上对循环剪切试验开展有限元数值模拟,所得计算结果与试验值总体吻合较好,合理反映了土工膜界面循环剪切过程的非线性和滞后性,验证了所建土工膜界面本构模型的正确性。进一步将模型应用于土工膜防渗土石坝的抗震分析中,计算得到的坝面土工膜的动位移、加速度、动主拉应变和动主拉应力符合一般规律,表明所建本构模型用于土工膜防渗土石坝抗震分析是正确可行的。     

某上游式尾矿坝抗震有限元分析

为了分析某上游式尾矿坝的抗震安全性,采用等价黏弹性理论、Seed液化理论和Newmark滑动变形理论,对尾矿坝的地震动位移、加速度、液化区域、坝坡抗震稳定性及地震永久变形进行计算分析。结果表明：尾矿坝在Ⅶ度设防地震作用下,坝体动位移和加速度分布规律合理,其中水平向和竖向动位移极值分别为6.39和0.72 cm,水平向和竖向动加速度极值分别为4.06和2.64 m/s²;地震液化区域出现在尾水覆盖的滩面浅表层,未影响到整个坝体;地震时坝坡抗滑稳定安全系数最小值为1.09,地震结束后累计永久变形为11.95 cm。除远离坝坡的浅表层坝体出现小范围液化区外,大坝整体抗震安全性能较好,不会出现重大安全问题。     

降雨入渗对膨胀土渠坡稳定性的影响研究

膨胀土是一种遇水膨胀,失水收缩的特殊岩土,水对其力学特性影响显著。以南水北调工程中线河南境内某膨胀岩渠坡为例,考虑渗流场与应力场的双向耦合作用,采用有限元强度折减法,研究降雨入渗对膨胀土渠坡的抗滑稳定性影响。计算表明,随着降雨强度和降雨历时的增加,渠坡抗滑稳定安全系数所有减小。考虑降雨入渗对膨胀土抗剪强度的影响后,渠坡安全系数显著下降。     

复杂渠坡稳定性分析方法比较

目前边坡稳定性分析方法主要有刚体极限平衡法、有限元极限平衡法以及有限元强度折减法3种.为了分析这3种方法以及不同屈服准则在边坡稳定计算中的差异性,以南水北调工程中某典型复杂渠坡为例进行比较计算.结果分析表明,3种计算方法所得渠坡稳定安全系数相近,其中强度折减法中不同的屈服准则对计算结果影响较大.鉴于M-C准则在应力空间中屈服面棱角会对数值计算稳定性产生影响,建议优先采用与M-C准则相匹配的D-P3或D-P4作为强度折减法的屈服准则,由此计算得到的边坡稳定安全系数合理,且参数折减时能保持计算过程具有良好的稳定性.     

光照混凝土重力坝渗流特性和渗控方案分析

以200m级高的光照混凝土重力坝12号典型溢流坝段为研究对象,借助于结点虚流量法、排水子结构和排水孔开关器技术,用三维渗流有限单元法,计算分析大坝渗流场各主要影响因素的作用,研究坝体和坝基的渗流特性,经过对比和综合分析,得出坝基的优选渗控方案,并评估设计扬压力水头图形的可靠性、合理性和安全性.     

基于ABAQUS的土石料本构模型二次开发及其应用

利用ABAQUS提供的用户材料子程序UMAT的二次开发平台开发土石料的沈珠江双屈服面模型,并以一面板堆石坝为例,结合ABAQUS的“单元增加/去除”技术进行了坝体施工和水库蓄水的仿真分析.算例计算结果与用自编程序计算结果的比较表明,利用UMAT子程序开发的土石料沈珠江模型结合“单元增加/去除”技术进行土石坝施工仿真计算是可行的,计算结果合理可靠,且开发周期较自编程序大为缩短.     

随机多缺陷条件下土工膜防渗土石坝渗漏特性

由于土工膜缺陷渗漏可能对土工膜防渗土石坝的防渗安全性造成隐患,采用饱和-非饱和渗流有限元理论,对坝面防渗土工膜多缺陷随机分布下的典型土石坝进行三维渗流场有限元模拟,合理考虑土工膜缺陷的数量、类型、位置、大小及其分布,重点分析土工膜的渗透量和缺陷渗漏量及膜后浸润面的变化规律。结果表明:与单缺陷条件下大坝渗流特性相比,坝面完好部分土工膜的渗透量变化不大,但多缺陷引起的渗漏量明显增大,导致大坝的总渗流量大幅增加。多缺陷会引起膜后坝体浸润面整体抬升,但局部浸润面高度变化与缺陷位置和数量明显相关,所在剖面缺陷位置越低,数量越多,浸润面抬升越明显。另外,膜后垫层水头局部分布规律与相邻缺陷渗漏的交叉效应相关。     

基于改进赋权的山区堤防安全云模型评价方法

在综合分析山区堤防工程自身特性及其运行条件的基础上,结合行业规范及相关专业研究成果,构建了包含降水强度、河道形态、堤身材料、堤身渗透性及历史险情等17个评价指标的山区堤防安全评价指标体系,通过改进层次分析法和基于平均差的CRITIC法对评价指标进行主观和客观赋权,并基于博弈论组合赋权,提出了一种改进组合赋权的山区堤防安全云模型评价方法。对清远市某山区堤防工程安全云模型评价结果表明,该山区堤防工程的安全评分为706,安全等级为基本安全,与工程实际情况相符,验证了该评价方法的可靠性和合理性,可用于山区堤防安全评价。     

堤坝中防渗(复合)土工膜的布置型式及计算理论研究

复合土工膜作为一种良好的防渗材料可以布置在堤坝的上游面,有时还兼作铺盖进行联合防渗,也可以布置在堤坝的中间作为防渗心墙使用。结合(复合)土工膜的受力特性,分别论述了曲线交会法和有限元法选择(复合)土工膜的两种计算方法。在有限元法中,详细给出了用柔索单元模拟土工膜的计算过程,最后用工程实例说明了该法的可行性。     

Duncan模型若干修正适用性研究

为了深入分析Duncan模型推广的关键所在,通过平面应变这一常见情况,从理论和数值两方面考证三点修正以及在原Duncan模型基础上引入方开泽强度准则对土体的应力变形计算的影响,最后针对某一理想坝进行三维有限元分析。结果表明:前两点修正不足以弥补中主应力对切线弹模的影响,而第三点修正使弹模整体值减小;在Duncan模型中引入方开泽强度准则,能够较好体现中主应力对土体应力变形的影响。更多还原