基于SBFEM的心墙坝基座跨尺度精细应力分析

基于SBFEM的心墙坝基座跨尺度精细应力分析

论文摘要

基座是连接混凝土沥青心墙坝心墙和防渗墙的关键部件,其受力特性对结构安全评价至关重要。通过四分树快速离散技术建立5种网格密度的跨尺度分析模型,采用非线性多边形比例边界有限元与传统FEM耦合计算方法,研究了基座结构在施工期的应力性态以及改善对策。结果表明:基座及周围土体网格尺寸对二者相互作用存在较大影响;随着网格的细化,基座应力极值将增大,且压应力极值最大相差约57.4%,拉应力极值相差约59.3%,但最终应力分布规律和数值均趋于收敛;在基座周围局部设置高塑性黏土区可有效改善基座应力状态。建议沥青心墙坝分析中基座网格尺寸宜为0.05~0.10 m,基座周围局部土体网格尺寸宜为0.1~0.2 m,黏土区宽度可取1.0~1.5倍的基座宽度。基于比例边界有限元的跨尺度分析方法可实现高效精细化建模和计算,能更合理地评价高坝防渗系统安全性。

论文目录

  • 1 跨尺度精细化分析方法
  •   1.1 四分树建模
  •   1.2 基于SBFEM的复杂单元分析方法
  • 2 心墙坝基座精细化数值分析
  •   2.1 坝体模型离散与分析参数
  •     2.1.1 几何尺寸与分区
  •     2.1.2 模型网格离散
  •     2.1.3 计算参数
  •   2.2 分析结果和讨论
  •     2.2.1 基座应力
  •     2.2.2 基座应力极值
  •     2.2.3 土体网格对基座应力影响
  • 3 设置高塑性黏土区对基座应力的改善效果
  •   3.1 分析模型
  •   3.2 结果对比与讨论
  • 4 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 邹德高,陈楷,张仁怡,余翔

    关键词: 跨尺度精细应力分析,心墙基座,四分树网格,比例边界有限元,沥青心墙坝

    来源: 人民长江 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 水利水电工程

    单位: 大连理工大学水利工程学院,大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,郑州大学水利科学与工程学院

    基金: 国家重点研发计划项目(2017YFC0404905),国家自然科学基金项目(51779034,51809034),中央高校基本科研业务费资助项目(DUT19ZD216),中国博士后科学基金资助项目(2018M631790)

    分类号: TV641.41

    DOI: 10.16232/j.cnki.1001-4179.2019.09.028

    页码: 168-174

    总页数: 7

    文件大小: 3624K

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