高心墙堆石坝心墙水力劈裂的颗粒流模拟

作     者：杨艳 周伟 常晓林 花俊杰 YANG Yan;ZHOU Wei;CHANG Xiao-lin;HUA Jun-jie

作者机构：武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2012年第33卷第8期

页      面：2513-2520页

核心收录：

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：国家自然科学基金项目(No.50979082) 

主　　题：堆石坝 心墙 水力劈裂 颗粒流 流固耦合 

摘      要：目前针对堆石或土石坝的心墙水力劈裂问题虽然已取得了不少成果,但现有的成果大多从宏观的角度进行研究,对心墙水力劈裂发生机制的认识尚未达成一致的观点。采用颗粒流方法从细观角度对心墙水力劈裂问题进行初步研究,模拟了心墙水力劈裂发生和发展的过程。计算结果表明,劈裂水压力Pf随着竖向应力的增大而增大,且两者基本呈线性关系,与室内成果的规律基本一致;心墙在高水力梯度作用下,形成的水楔效应降低了裂缝尖端区附近的最大主应力,当该值小于或接近心墙上游的外水压力时则会导致水力劈裂的发生。此外,计算结果还证明了心墙发生水力劈裂的主要力学原因是由于心墙中的张拉应力超过了土体的抗拉强度。