基于不连续有限元的拱坝应力应变仿真分析

作     者：丁建新 邱焕峰 DING Jianxin1,2 , Qiu Huanfeng2,3

作者机构：长江勘测规划设计研究院湖北武汉430010 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550081 

出 版 物：《武汉大学学报（工学版）》 (Engineering Journal of Wuhan University)

年 卷 期：2018年第51卷第3期

页      面：198-204页

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 081503[工学-水工结构工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(编号:51079109) 中央高校基本科研业务费专项资金(编号:201120602020003) 

主　　题：水利工程 不连续有限元 裂缝 仿真 

摘      要：单独建立拱坝坝体与地基模型，通过设置坝体与地基及坝体贴角与地基之间虚拟不连续结构面实现两套网格的耦合，并设置结构面上高斯点的生死状态来模拟坝体建基面之上浇筑块的浇筑过程，当建基面上的浇筑块出生时，激活结构面上的高斯点．在仿真分析中考虑结构面的粘结、滑移效应，并设置上游贴角与地基之间的虚拟不连续结构面在蓄水之后自动开裂和闭合．采用隐含裂缝单元模拟坝体裂缝，实现了不连续有限元对拱坝浇筑的仿真．与传统有限元进行对比，结果表明两种方法计算的位移结果整体分布大致相同，坝体及建基面附近的应力分布也基本一致，验证了该方法的正确性及实用性．可以看出，该方法将传统的整体网格划分工作简化为坝体和坝基网格的并行处理，缩短了前处理的时间，适合于拱坝一地基系统的浇筑仿真分析．