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    新疆EDG水库沥青混凝土心墙坝三维有限元分析.pdf

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    新疆EDG水库沥青混凝土心墙坝三维有限元分析.pdf

    广西水利水电GUANGXI WATER RESOURCESHYDROPOWER ENGINEERING 20162 规划设计 新疆EDG水库沥青混凝土心墙坝三维有限元分析 杨春雁 ,吴俊杰 1.新疆水利水电勘测设计研究院,乌鲁木齐830000;2.南京水利科学研究院,南京210000 【摘要】采用邓肯一张E一 模型对EDG水库大坝进行了三维非线性有限元静力分析,通过对沥青混凝土心墙坝的应 力与应变分析,研究满蓄期砂砾料坝体的应力、位移分布。结果表明大坝变形量值和分布规律基本合理,应力应 变均在合理范围,大坝安全稳定。 【关键词】沥青混凝土心墙坝;非线性有限元;静力分析;应力应变 【中图分类号】TV641.41 [文献标识码】B [文章编号】10031510201602005103 1 工程简介 EDG水库具有防洪、供水、灌溉等综合利用效 益。控制灌溉面积lO.7万亩,担负下游工业园区、 矿区和农业灌溉的供水任务,总库容4 450万ITI。,兴 利库容3 050万in ,死库容850万in。,为Ⅲ等中型水 利工程。水库枢纽布置河道中间是沥青混凝土心 墙坝、右岸岸边为开敞式正槽溢洪道、以及导流兼 冲沙放空洞、左岸为输水隧洞。 2计算模型选用 沥青混凝土心墙和砂砾石堆石料在大坝中起 到主要受力作用,为了能够更好地评测大坝的安全 合理性,能够较好地模拟出沥青混凝土料与堆石料 的应力应变关系,对大坝的安全影响评价至关重要n 。 通过大量的试验,国内外的研究学者发现沥青混凝 土料与堆石料料的应力应变关系,与剪应力水平而 变化和加载应力路径密切相关。结果得到沥青混 凝土料与堆石料的应力应变关系明显呈现出非线 性特性。在国内外,通过大、小三轴试验仪,测出这 种非线性材料的剪应力与轴应变的关系,用这个非 线性的应力应变关系反映沥青混凝土料与堆石料 的本构关系。这类非线性材料的本构关系用的较 多的是邓肯一张模型,还有一些是用的南水模型[21。 通过大量的试验研究,发现南水模型比邓肯一张模 型计算的变形数值要小一些。为了安全起见,本次 数值模拟用邓肯一张的E~ 模型来反应沥青混凝土 料与堆石料的本构关系,分别用切线变形模量E和 切线泊松 为计算参数pl。 臣 一 I2㈩ 上述公式中共有5个常数分别是K、n、 、c、R , 通过这5个常数可以很好地反应出材料的本构 关系。 根据大量三轴试验,邓肯等人发现应变 .与侧 向应变 .之间也存在一个双曲线关系,之后提出了 切线泊松比的数学表达式Ill I GFlgor, 2 是应力的函数,不是泊松比,也不是常量,它 是通过3个参数G、F、D来确定的值 。 上述两式1和2就是邓肯一张E~ 模型,两 式中一共有8个参数,通过常规的三轴常规试验来 获取这些参数 。这些参数在推导过程中都具有 明确的物理意义,所以可以很好的被工程技术人 员所理解,经过长时间的使用,已经积累了较为丰 富的运用经验,基本能够反映出非线性料的本构 关系[61o 3坝体几何模型 对大坝进行剖分,本次计算采用六面体实体单 【收稿日期】20160106 【作者简介】杨春雁198O一,女,新疆乌鲁木齐人,新疆水利水电勘测设计研究院工程师 ,学士,主要从事水利工程勘察、设计工作。 5l D一 一 ~ 一 zzzPsgiolePfrp zzzPsgiolePfrp zzzPsgiolePfrp

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