發(fā)布時間：2022-12-10 18:09

　　膠凝砂礫石壩是20世紀70年代發(fā)展起來的一種新壩型,旨在為中小型水庫大壩工程提供一種更為高效施工,安全可靠,經(jīng)濟環(huán)保的選擇,目前國內(nèi)外對其研究相對較少,尤其是在滲流特性與應(yīng)力變形特性方面還存在一些有待深入研究的問題。因此,本文開展膠凝砂礫石壩正交異性滲流分析和滲流場與應(yīng)力場的耦合分析具有一定的理論與現(xiàn)實意義。本文首先基于膠凝砂礫石壩成層碾壓施工的特點,分析探討了壩體正交異性滲透特性,概述了滲流的基本理論及有限元分析原理,并結(jié)合算例驗證了利用ABAQUS軟件進行膠凝砂礫石壩正交異性滲流場分析的可行性。然后,在膠凝砂礫石料的應(yīng)力-應(yīng)變特性分析的基礎(chǔ)上選取了適合的本構(gòu)模型,通過軟件的二次開發(fā),將鄧肯-張模型引入到材料庫中,使其可以滿足膠凝砂礫石壩應(yīng)力變形有限元分析的需要。其次,探討了滲流場和應(yīng)力場的耦合作用機理,建立了考慮兩場相互作用下的數(shù)學模型。最后結(jié)合守口堡大壩實際工程更深入地揭示了膠凝砂礫石壩的滲流特性和應(yīng)力變形特性,結(jié)果表明:（1）隨著膠凝砂礫石材料水平滲透系數(shù)與豎直滲透系數(shù)比值的增大,壩體浸潤線有降低的趨勢,但主要體現(xiàn)在上游側(cè),壩體滲流量和壩后滲透坡降仍在增大,對壩體滲透穩(wěn)定性不利... 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 膠凝砂礫石壩的發(fā)展概況
    1.3 膠凝砂礫石壩研究概況
        1.3.1 膠凝砂礫石壩滲流特性研究概況
        1.3.2 膠凝砂礫石壩應(yīng)力變形特性研究概況
        1.3.3 滲流場與應(yīng)力場的耦合研究概況
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 技術(shù)路線
2 考慮滲流正交異性的膠凝砂礫石壩滲流分析方法
    2.1 膠凝砂礫石壩的滲流特征
    2.2 滲流計算的基本原理
        2.2.1 達西定律
        2.2.2 滲流連續(xù)性方程
        2.2.3 定解條件
    2.3 滲流有限元計算原理
        2.3.1 滲流分析方法
        2.3.2 有限元法插值函數(shù)
        2.3.3 有限元法實施步驟
    2.4 基于ABAQUS的膠凝砂礫石壩滲流分析
        2.4.1 ABAQUS軟件簡介
        2.4.2 ABAQUS滲流計算的要點
    2.5 算例分析
    2.6 本章小結(jié)
3 膠凝砂礫石壩應(yīng)力變形分析方法
    3.1 膠凝砂礫石材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
    3.2 膠凝砂礫石材料本構(gòu)模型
    3.3 基于ABAQUS的二次開發(fā)
    3.4 膠凝砂礫石壩施工及蓄水過程在ABAQUS中的模擬
        3.4.1 施工過程的模擬
        3.4.2 蓄水過程的模擬
    3.5 算例分析
    3.6 本章小結(jié)
4 膠凝砂礫石壩滲流與應(yīng)力耦合分析方法
    4.1 滲流場與應(yīng)力場的相互作用
        4.1.1 滲流場對應(yīng)力場的影響
        4.1.2 應(yīng)力場對滲流場的影響
    4.2 滲流場與應(yīng)力場耦合的數(shù)學模型
    4.3 基于ABAQUS軟件的耦合計算
        4.3.1 耦合的求解方法
        4.3.2 耦合分析在軟件中實現(xiàn)的關(guān)鍵問題
    4.4 本章小結(jié)
5 應(yīng)用實例
    5.1 工程概況
    5.2 考慮滲流正交異性的大壩滲流場三維有限元分析
        5.2.1 計算模型
        5.2.2 計算參數(shù)及計算工況
        5.2.3 計算結(jié)果分析
    5.3 基于耦合的大壩滲流場與應(yīng)力場的三維有限元分析
        5.3.1 計算模型及參數(shù)
        5.3.2 位移計算結(jié)果分析
        5.3.3 應(yīng)力計算結(jié)果分析
        5.3.4 滲流計算結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間主要研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]覆蓋層地基上惠水膠凝砂礫石攔河壩防滲設(shè)計方案研究[J]. 蘇樂香,彭漢詩,何蘊龍.  中國農(nóng)村水利水電. 2019(09)
[2]膠凝砂礫石筑壩施工關(guān)鍵技術(shù)淺析[J]. 白文斌.  四川水利. 2019(04)
[3]滲流-應(yīng)力耦合及降雨入滲作用下的邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 蔡亞飛,綦春明.  南華大學學報(自然科學版). 2019(03)
[4]省水科院院長張守杰一行到中國水利水電科學研究院參加國家重點研發(fā)計劃“新型膠結(jié)顆粒料壩建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)”項目啟動會暨實施方案論證會[J].   水利科學與寒區(qū)工程. 2018(11)
[5]膠結(jié)顆粒料壩筑壩理論探討與實踐進展[J]. 賈金生,鄭璀瑩,王月,馮煒,王莎.  中國科學:技術(shù)科學. 2018(10)
[6]壩殼砂礫石料滲透各向異性對滲流場影響的數(shù)值分析[J]. 孫語希.  黑龍江水利科技. 2018(07)
[7]膠凝砂礫石壩在中小型水利工程中的最新應(yīng)用與實踐[J]. 劉中偉,賈金生,馮煒,王月.  水利水電技術(shù). 2018(05)
[8]ABAQUS滲流應(yīng)力耦合分析中滲透荷載施加問題探討[J]. 呂從聰,李宗利,李東奇.  長江科學院院報. 2018(05)
[9]膠凝砂礫石壩經(jīng)濟性研究[J]. 賈世鋒.  水利技術(shù)監(jiān)督. 2017(06)
[10]基于滲流與應(yīng)力耦合的尾礦壩穩(wěn)定性分析[J]. 曹進海,胡軍.  礦業(yè)研究與開發(fā). 2017(07)

博士論文
[1]膠凝砂礫石壩全過程質(zhì)量控制及可靠度分析[D]. 王莎.中國水利水電科學研究院 2019
[2]膠結(jié)顆粒料筑壩材料性能研究[D]. 劉中偉.中國水利水電科學研究院 2018
[3]膠凝砂礫石壩結(jié)構(gòu)設(shè)計研究與工程應(yīng)用[D]. 楊會臣.中國水利水電科學研究院 2013

碩士論文
[1]大石澗水庫工程有限元滲流分析[D]. 高甲.華北水利水電大學 2019
[2]膠凝砂礫石壩的動力反應(yīng)特性研究[D]. 王睿星.西安理工大學 2018
[3]考慮多種影響因素的膠凝砂礫石壩強度安全性與剖面穩(wěn)定性分析[D]. 王競.武漢大學 2018
[4]基于ADINA的膠凝砂礫石壩的滲流分析[D]. 寇自洋.華北水利水電大學 2018
[5]膠凝砂礫石壩靜動力應(yīng)力變形特性有限元分析[D]. 閆菲.西安理工大學 2017
[6]基于膠凝砂礫石抗壓強度下用水量與其它影響因素的關(guān)系研究[D]. 孫政衛(wèi).華北水利水電大學 2017
[7]膠凝砂礫石材料的筑壩型式研究[D]. 田青青.華北水利水電大學 2016
[8]基于流固耦合分析下分區(qū)土石壩優(yōu)化研究[D]. 劉倬昀.西北農(nóng)林科技大學 2015
[9]基于ANSYS滲流應(yīng)力場耦合作用下的重力壩深層抗滑穩(wěn)定分析[D]. 孫偉.太原理工大學 2015
[10]膠凝砂礫石壩結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[D]. 李秀文.三峽大學 2014



本文編號：3717264