以某湖堤為工程對(duì)象,利用ANSYS有限元數(shù)值分析平臺(tái),分析該湖堤滲流場(chǎng)模擬結(jié)果。研究表明,堤壩穩(wěn)定滲流場(chǎng)中存在吸力水頭,集中在壩頂面,最大吸力水頭達(dá)4.625 m,壩身孔隙水壓力水頭平均值為7.8 m,壩基處孔隙水頭壓力最大,達(dá)9.6 m。降雨強(qiáng)度影響初始流量邊界條件,降雨強(qiáng)度增大,吸力水頭增大,滲流場(chǎng)活躍度增大。未有降雨時(shí),降雨入滲與非入滲兩種工況模擬結(jié)果一致,當(dāng)降雨量增大,離差值增大,且離差值表現(xiàn)總滯后于降雨期,降雨影響持續(xù)時(shí)長(zhǎng)達(dá)57.4 h,后趨于收斂平靜。以下降期水位為初始邊界條件的模擬結(jié)果相對(duì)誤差更小,長(zhǎng)歷時(shí)變化更穩(wěn)定,僅有54%波動(dòng),滲流模擬結(jié)果更快收斂。以期為利用數(shù)值模擬分析軟件研究堤壩滲流場(chǎng)提供一定的參考依據(jù)。

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圖1建立網(wǎng)格模型

以PLANE55為單元網(wǎng)格類型，根據(jù)南向區(qū)段堤壩尺寸劃分網(wǎng)格，并對(duì)滲流場(chǎng)監(jiān)測(cè)孔單元網(wǎng)格加密劃分，見(jiàn)圖1(a)�？紤]水頭邊界條件與流量邊界條件，以背水側(cè)水頭2.55m作為水頭邊界條件，由于土層弱透水性，設(shè)定地基土層與基礎(chǔ)之間為不透水層，斷面處流量邊界設(shè)置為零，施加邊界條件后數(shù)值模....

圖2穩(wěn)定滲流場(chǎng)孔隙壓力云圖

圖2為計(jì)算獲得的堤壩穩(wěn)定滲流場(chǎng)孔隙壓力云圖(以水頭表示)。從圖2中可看出，穩(wěn)定滲流場(chǎng)中存在堤壩吸力水頭，出現(xiàn)在壩頂，最大吸力水頭達(dá)4.625m，沿著壩頂至壩基，孔隙水壓力逐漸增大，在壩基處最大孔隙水壓力達(dá)到峰值，達(dá)9.6m，壩身孔隙水壓力水頭平均值為7.8m，低于壩身混凝土....

圖3滲流場(chǎng)湖堤孔隙水壓力云圖

為了研究降雨強(qiáng)度對(duì)滲流場(chǎng)影響特征，需要確定最大降雨強(qiáng)度Rmax，通過(guò)確定湖內(nèi)平均水位，不斷更改滲流量的邊界載荷，使有限元滲流方程模型達(dá)到收斂值。根據(jù)測(cè)算值，當(dāng)降雨強(qiáng)度達(dá)到0.73mm/min時(shí)，此時(shí)最大吸力水頭達(dá)到5.3m。依據(jù)運(yùn)算過(guò)程確定降雨入滲強(qiáng)度曲線，見(jiàn)圖4。依據(jù)有限元....

圖4降雨入滲強(qiáng)度曲線

圖3滲流場(chǎng)湖堤孔隙水壓力云圖4.2.2降雨入滲與非入滲工況對(duì)比分析

本文編號(hào)：3899055