本文關鍵詞：斷層帶巖體三維滲流場分析及程序設計

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【摘要】：斷層帶巖體中往往存在大量的不連續(xù)面,包括節(jié)理、層面、片理、裂隙、斷層等等,不連續(xù)巖體滲流普遍存在于人類的工程活動中,許多大壩工程的失穩(wěn)破壞均與其有關,隨著大型水利工程的建設和眾多地下工程的開展,常常遇到規(guī)模不等的不連續(xù)巖體,其滲流影響不容忽視,自上世紀中葉開始,不連續(xù)巖體滲流一直都是國內外學者研究的熱點課題之一。研究不連續(xù)巖體滲流的方法歸納起來可分為三類：物理實驗法、理論分析法、數值模擬法。同其他方法相比,數值模擬方法具有成本低、速度快、可重復、程序化等優(yōu)勢。對不連續(xù)面的模擬方式主要可以分為三類：包括等效模型、離散模型以及混合模型。離散模擬因為考慮了每條不連續(xù)面的幾何特性和物理性質,相對于等效模擬更接近于工程實際,但造成了前處理的難度。基于等效模擬和離散模擬存在的問題,本文致力于將二者融合運用。復合單元法在這方面具有特別的優(yōu)勢：可以考慮每條不連續(xù)面對滲流場的影響,但在前處理中卻不需考慮不連續(xù)面的數量、位置等空間幾何狀態(tài),而是將其置于常規(guī)有限元內部,由前處理程序自動計算獲得復合單元,并形成復合單元內的若干子單元,其顯著特征是每個復合單元中可以含有一組或者幾組不連續(xù)面,其計算程序可以整合到常規(guī)有限元分析中。本文首先總結了不連續(xù)巖體滲流分析的模型,分六類進行了簡要闡述,分析了每種模型的發(fā)展歷程及其優(yōu)缺點；其次總結了復合單元法在應力應變分析、滲流分析、溫度場分析、動力分析等方面的研究及發(fā)展；基于復合單元法的基本原理及不連續(xù)巖體滲流復合單元法模型,編制了相應的計算程序,并對裂隙厚度的影響進行研究；將現有的復合單元法前處理程序冗雜部分進行簡化,對部分不完善的地方進行修正,采用MATLAB語言重新編寫復合單元法前處理程序,使其模塊化,同時利用MATLAB數值計算功能,有效改善了數據的存儲、讀入和矩陣計算,還有效利用MALAB強大的繪圖功能,增強了復合單元法的可視化功能；最后通過算例對斷層帶巖體復合單元法的正確性進行了驗證。
【關鍵詞】：斷層帶巖體 滲流場 復合單元法 程序設計
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TV223.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 選題背景及意義10-11
• 1.2 基本理論及研究現狀11-15
• 1.2.1 不連續(xù)巖體滲流模型11-13
• 1.2.2 不連續(xù)巖體滲流數值模擬的研究進展13-15
• 1.3 本文研究內容和創(chuàng)新點15-17
• 1.3.1 主要研究內容15
• 1.3.2 創(chuàng)新點15-17
• 第2章 復合單元法的基本原理17-24
• 2.1 引言17
• 2.2 復合單元法的基本概念和原理17-18
• 2.3 復合單元法的基本方程18-19
• 2.4 復合單元法的特點19-20
• 2.5 復合單元法的研究進展和應用20-23
• 2.5.1 應力應變分析20-21
• 2.5.2 滲流分析21-22
• 2.5.3 溫度場分析22
• 2.5.4 動力分析22
• 2.5.5 工程應用與驗證22-23
• 2.6 本章小結23-24
• 第3章 斷層帶巖體滲流計算的復合單元法24-34
• 3.1 引言24
• 3.2 斷層帶巖體滲流復合單元法模型24-29
• 3.2.1 模型基本概念25-26
• 3.2.2 模型基本假定26-27
• 3.2.3 滲流基本方程27
• 3.2.4 復合單元算法27-29
• 3.3 計算程序的編制與驗證29-32
• 3.4 本章小結32-34
• 第4章 斷層帶巖體復合單元法前處理的程序設計34-53
• 4.1 引言34
• 4.2 復合單元法前處理及過程34-35
• 4.3 前處理中的主要理論及算法35-48
• 4.3.1 整體坐標與局部坐標及其轉換35-38
• 4.3.2 點和線在巖體中的位置判斷38-40
• 4.3.3 點與多邊形位置關系40-41
• 4.3.4 尋找復合單元41-42
• 4.3.5 任意凸塊體的識別42-45
• 4.3.6 塊體和面的剖分及相關幾何量求解45-47
• 4.3.7 確定材料分區(qū)47-48
• 4.4 算例48-52
• 4.5 本章小結52-53
• 第5章 斷層帶巖體復合單元法算例驗證53-71
• 5.1 算例一：含一條斷層的壩體計算53-62
• 5.1.1 計算條件53
• 5.1.2 計算網格53-54
• 5.1.3 計算結果與分析54-62
• 5.2 算例二：含復雜斷層的壩體計算62-70
• 5.2.1 計算條件62-63
• 5.2.2 計算網格63-65
• 5.2.3 計算結果與分析65-70
• 5.3 本章小結70-71
• 第6章 結論與展望71-73
• 6.1 結論71
• 6.2 研究展望71-73
• 參考文獻73-77
• 在校期間發(fā)表的學術論文及其它成果77-78
• 攻讀碩士學位期間參加的科研工作78-79
• 致謝79

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前6條

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本文編號：1021213