水力劈裂會(huì)對(duì)心墻堆石壩的安全造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。宏觀上,土體水力劈裂可看作是土體在水力楔劈作用下使局部裂縫(薄弱面)進(jìn)一步發(fā)展的破壞過(guò)程。XFEM是一種可以有效描述裂縫的數(shù)值模擬方法。采用XFEM結(jié)合Biot固結(jié)理論,并對(duì)裂縫單元進(jìn)行處理,從而以彌散式的裂縫狀態(tài)和嵌入式的裂縫形態(tài)共同描述了土體的水力劈裂過(guò)程,并以一個(gè)模型算例和挪威Hyttejuvet壩的實(shí)際工程算例對(duì)方法進(jìn)行了驗(yàn)證。該工作的成果有助于理解土體水力劈裂的成因和過(guò)程,可用于對(duì)土工結(jié)構(gòu)物的流固耦合破壞分析。

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圖3數(shù)值試驗(yàn)的計(jì)算網(wǎng)格

跏嫉納?趕凳??為調(diào)控有效應(yīng)力對(duì)滲透系數(shù)的影響的系數(shù)，本文中取0.1。這種處理方式在采用彌散裂紋模型模擬水力劈裂問(wèn)題時(shí)是成功的[9]。對(duì)于裂縫開(kāi)展方向的判斷和裂縫面上的接觸行為描述，本文沿用文獻(xiàn)[6]中的方式。在某一計(jì)算步，若有裂縫萌生或擴(kuò)展，要依據(jù)裂縫在各單元中的擴(kuò)展方向改變相....

圖6Hyttejuvet壩的布置圖（Kjaernsli等[10]

縫穿過(guò)的單元有不同程度的擴(kuò)張，以預(yù)設(shè)的軟弱帶單元的變形最大。圖5位移放大5倍的典型時(shí)刻孔壓分布云圖Fig.5Nephogramofporepressuredistributionattypicaltime..withdisplacementmagnificationof5time....

圖1非線性邊值問(wèn)題示意圖

第2期王翔南，等.基于XFEM的土體水力劈裂模擬391問(wèn)題，如圖1所示。將裂縫當(dāng)作土體內(nèi)部的非連續(xù)界面，需要對(duì)裂縫面上的接觸行為進(jìn)行合理的描述。圖1非線性邊值問(wèn)題示意圖Fig.1Schematicdiagramfornonlinearboundaryvalueproblems采用....

圖2裂縫單元內(nèi)的滲透系數(shù)Fig.2Permeabilitycoefficientinfractureunit

趕凳?茨Ｄ饉?髟諏遜熘械納?浮?局部滲透系數(shù)轉(zhuǎn)換到整體坐標(biāo)系的表達(dá)式如下：ckTk，(23)式中，k為裂縫局部坐標(biāo)系的滲透系數(shù)向量，表示為ptkkk，(24)式中，pk為裂縫法向分量，tk為裂縫切向分量。cT為轉(zhuǎn)換矩陣，若設(shè)為局部坐標(biāo)系與整體坐標(biāo)系的夾角，則cT可表示為ccoss....

本文編號(hào)：3896395