發(fā)布時(shí)間：2022-12-10 18:09

　　膠凝砂礫石壩是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種新壩型,旨在為中小型水庫(kù)大壩工程提供一種更為高效施工,安全可靠,經(jīng)濟(jì)環(huán)保的選擇,目前國(guó)內(nèi)外對(duì)其研究相對(duì)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(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的耦合分析具有一定的理論與現(xiàn)實(shí)意義。本文首先基于膠凝砂礫石壩成層碾壓施工的特點(diǎn),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(yàn)證了利用ABAQUS軟件進(jìn)行膠凝砂礫石壩正交異性滲流場(chǎng)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(kù)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(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的耦合作用機(jī)理,建立了考慮兩場(chǎng)相互作用下的數(shù)學(xué)模型。最后結(jié)合守口堡大壩實(shí)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(rùn)線有降低的趨勢(shì),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(duì)壩體滲透穩(wěn)定性不利... 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)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(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的耦合研究概況
    1.4 研究?jī)?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(jì)算的基本原理
        2.2.1 達(dá)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(jì)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(shí)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(jiǎn)介
        2.4.2 ABAQUS滲流計(jì)算的要點(diǎn)
    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(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的相互作用
        4.1.1 滲流場(chǎng)對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的影響
        4.1.2 應(yīng)力場(chǎng)對(duì)滲流場(chǎng)的影響
    4.2 滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合的數(shù)學(xué)模型
    4.3 基于ABAQUS軟件的耦合計(jì)算
        4.3.1 耦合的求解方法
        4.3.2 耦合分析在軟件中實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問題
    4.4 本章小結(jié)
5 應(yīng)用實(shí)例
    5.1 工程概況
    5.2 考慮滲流正交異性的大壩滲流場(chǎng)三維有限元分析
        5.2.1 計(jì)算模型
        5.2.2 計(jì)算參數(shù)及計(jì)算工況
        5.2.3 計(jì)算結(jié)果分析
    5.3 基于耦合的大壩滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的三維有限元分析
        5.3.1 計(jì)算模型及參數(shù)
        5.3.2 位移計(jì)算結(jié)果分析
        5.3.3 應(yīng)力計(jì)算結(jié)果分析
        5.3.4 滲流計(jì)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(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
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(jì)方案研究[J]. 蘇樂香,彭漢詩(shī),何蘊(yùn)龍.  中國(guó)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(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[4]省水科院院長(zhǎng)張守杰一行到中國(guó)水利水電科學(xué)研究院參加國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“新型膠結(jié)顆粒料壩建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)暨實(shí)施方案論證會(huì)[J].   水利科學(xué)與寒區(qū)工程. 2018(11)
[5]膠結(jié)顆粒料壩筑壩理論探討與實(shí)踐進(jìn)展[J]. 賈金生,鄭璀瑩,王月,馮煒,王莎.  中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2018(10)
[6]壩殼砂礫石料滲透各向異性對(duì)滲流場(chǎng)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(shí)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(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào). 2018(05)
[9]膠凝砂礫石壩經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(guó)水利水電科學(xué)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(guó)水利水電科學(xué)研究院 2018
[3]膠凝砂礫石壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究與工程應(yīng)用[D]. 楊會(huì)臣.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 2013

碩士論文
[1]大石澗水庫(kù)工程有限元滲流分析[D]. 高甲.華北水利水電大學(xué) 2019
[2]膠凝砂礫石壩的動(dòng)力反應(yīng)特性研究[D]. 王睿星.西安理工大學(xué) 2018
[3]考慮多種影響因素的膠凝砂礫石壩強(qiáng)度安全性與剖面穩(wěn)定性分析[D]. 王競(jìng).武漢大學(xué) 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(xué) 2018
[5]膠凝砂礫石壩靜動(dòng)力應(yīng)力變形特性有限元分析[D]. 閆菲.西安理工大學(xué) 2017
[6]基于膠凝砂礫石抗壓強(qiáng)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(xué) 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(xué) 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(xué) 2015
[9]基于ANSYS滲流應(yīng)力場(chǎng)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(xué) 2015
[10]膠凝砂礫石壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D]. 李秀文.三峽大學(xué) 2014



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