本文關(guān)鍵詞：斷層帶巖體三維滲流場分析及程序設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 斷層帶巖體 滲流場 復(fù)合單元法 程序設(shè)計(jì)

【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(guān),隨著大型水利工程的建設(shè)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(jì)中葉開始,不連續(xù)巖體滲流一直都是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)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(shí)驗(yàn)法、理論分析法、數(shù)值模擬法。同其他方法相比,數(shù)值模擬方法具有成本低、速度快、可重復(fù)、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?yàn)榭紤]了每條不連續(xù)面的幾何特性和物理性質(zhì),相對于等效模擬更接近于工程實(shí)際,但造成了前處理的難度�；诘刃M和離散模擬存在的問題,本文致力于將二者融合運(yùn)用。復(fù)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(shù)量、位置等空間幾何狀態(tài),而是將其置于常規(guī)有限元內(nèi)部,由前處理程序自動計(jì)算獲得復(fù)合單元,并形成復(fù)合單元內(nèi)的若干子單元,其顯著特征是每個(gè)復(fù)合單元中可以含有一組或者幾組不連續(xù)面,其計(jì)算程序可以整合到常規(guī)有限元分析中。本文首先總結(jié)了不連續(xù)巖體滲流分析的模型,分六類進(jìn)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(diǎn)；其次總結(jié)了復(fù)合單元法在應(yīng)力應(yīng)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(fù)合單元法的基本原理及不連續(xù)巖體滲流復(fù)合單元法模型,編制了相應(yīng)的計(jì)算程序,并對裂隙厚度的影響進(jìn)行研究；將現(xiàn)有的復(fù)合單元法前處理程序冗雜部分進(jìn)行簡化,對部分不完善的地方進(jìn)行修正,采用MATLAB語言重新編寫復(fù)合單元法前處理程序,使其模塊化,同時(shí)利用MATLAB數(shù)值計(jì)算功能,有效改善了數(shù)據(jù)的存儲、讀入和矩陣計(jì)算,還有效利用MALAB強(qiáng)大的繪圖功能,增強(qiáng)了復(fù)合單元法的可視化功能；最后通過算例對斷層帶巖體復(fù)合單元法的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：斷層帶巖體 滲流場 復(fù)合單元法 程序設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(xiàn)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(shù)值模擬的研究進(jìn)展13-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)15-17
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容15
• 1.3.2 創(chuàng)新點(diǎn)15-17
• 第2章 復(fù)合單元法的基本原理17-24
• 2.1 引言17
• 2.2 復(fù)合單元法的基本概念和原理17-18
• 2.3 復(fù)合單元法的基本方程18-19
• 2.4 復(fù)合單元法的特點(diǎn)19-20
• 2.5 復(fù)合單元法的研究進(jìn)展和應(yīng)用20-23
• 2.5.1 應(yīng)力應(yīng)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(yīng)用與驗(yàn)證22-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第3章 斷層帶巖體滲流計(jì)算的復(fù)合單元法24-34
• 3.1 引言24
• 3.2 斷層帶巖體滲流復(fù)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(fù)合單元算法27-29
• 3.3 計(jì)算程序的編制與驗(yàn)證29-32
• 3.4 本章小結(jié)32-34
• 第4章 斷層帶巖體復(fù)合單元法前處理的程序設(shè)計(jì)34-53
• 4.1 引言34
• 4.2 復(fù)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(biāo)與局部坐標(biāo)及其轉(zhuǎn)換35-38
• 4.3.2 點(diǎn)和線在巖體中的位置判斷38-40
• 4.3.3 點(diǎn)與多邊形位置關(guān)系40-41
• 4.3.4 尋找復(fù)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(guān)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(jié)52-53
• 第5章 斷層帶巖體復(fù)合單元法算例驗(yàn)證53-71
• 5.1 算例一：含一條斷層的壩體計(jì)算53-62
• 5.1.1 計(jì)算條件53
• 5.1.2 計(jì)算網(wǎng)格53-54
• 5.1.3 計(jì)算結(jié)果與分析54-62
• 5.2 算例二：含復(fù)雜斷層的壩體計(jì)算62-70
• 5.2.1 計(jì)算條件62-63
• 5.2.2 計(jì)算網(wǎng)格63-65
• 5.2.3 計(jì)算結(jié)果與分析65-70
• 5.3 本章小結(jié)70-71
• 第6章 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71
• 6.2 研究展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果77-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作78-79
• 致謝79

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 何則干;倪雅茜;;賽珠水電站地下廠房工程的復(fù)合單元法研究[J];廣東水利水電;2007年05期

2 胡靜;復(fù)合單元法在深基坑降水井設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];水力發(fā)電;2005年02期

3 仵彥卿;巖體水力學(xué)基礎(chǔ)(三)──巖體滲流場與應(yīng)力場耦合的集中參數(shù)模型及連續(xù)介質(zhì)模型[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);1997年02期

4 蘇培芳;陳勝宏;田甜;;混凝土水管冷卻的復(fù)合單元算法[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2010年24期

5 強(qiáng)晟,陳勝宏;不連續(xù)巖體的三維彈粘塑性復(fù)合單元模型研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2004年20期

6 強(qiáng)晟;張楊;;復(fù)合單元法動力分析初步研究[J];巖土力學(xué);2010年05期

，

本文編號：1021213