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基于广义塑性理论框架的堆石料变形计算

水利水运工程学报 2024年

作者：蔡新合朱雨萌李国英 1.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 2.南京水利科学研究院 3.河海大学土木与交通学院中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司南京水利科学研究院河海大学土木与交通学院

堆石料是土石坝工程中承受水压力的主要载体，构建合理描述其力学特性的本构模型对预测高土石坝坝体应力与变形具有重要意义。根据三轴排水试验结果，建立描述堆石料强度和剪胀特性的应力表达式；在分析流变和湿化试验结果的基础上，建... 详细信息

堆石料是土石坝工程中承受水压力的主要载体，构建合理描述其力学特性的本构模型对预测高土石坝坝体应力与变形具有重要意义。根据三轴排水试验结果，建立描述堆石料强度和剪胀特性的应力表达式；在分析流变和湿化试验结果的基础上，建立流变和湿化变形的流动准则，并构建流变和湿化模量表达式，从而在广义塑性框架内建立了能够统一计算堆石料加载、流变和湿化变形的计算方法。通过模拟堆石料的三轴排水、流变、湿化及三轴流变湿化组合等试验资料验证了该方法的合理性。

关键词：广义塑性模型堆石料流变变形湿化变形

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流变变形对高面板堆石坝面板脱空的影响分析

岩土力学 2004年第8期25卷 1179-1184页

作者：张丙印师瑞锋清华大学岩土工程研究所北京100084

面板堆石坝尤其是高面板堆石坝的运行实践表明,堆石的流变现象比较显著。采用基于直接约束算法的接触力学分析方法模拟了混凝土面板和堆石体之间的接触关系。考虑堆石体的流变特性,并结合天生桥一级面板堆石坝的现场观测结果,对高面板... 详细信息

面板堆石坝尤其是高面板堆石坝的运行实践表明,堆石的流变现象比较显著。采用基于直接约束算法的接触力学分析方法模拟了混凝土面板和堆石体之间的接触关系。考虑堆石体的流变特性,并结合天生桥一级面板堆石坝的现场观测结果,对高面板堆石坝中的面板脱空问题进行了有限元计算分析,研究了坝体流变变形对面板脱空和垫层亏坡问题的影响。

关键词：高面板堆石坝流变变形面板脱空有限元法接触分析

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安村水库大坝堆石料流变变形分析

黑龙江水利科技 2023年第12期51卷 16-19页

作者：谢玉华遂川县水利工程建设管护中心江西吉安343900

为探索300m级高堆石坝在蓄水期间堆石料流变变形及沉降变化规律,以位于赣江水系遂川江南支(左溪河)上游遂川县汤湖镇白土村的安村水库为例,对其上下游坝壳料展开流变试验,并应用三维有限元技术展开大坝流变变形趋势的模拟分析。结果表明... 详细信息

为探索300m级高堆石坝在蓄水期间堆石料流变变形及沉降变化规律,以位于赣江水系遂川江南支(左溪河)上游遂川县汤湖镇白土村的安村水库为例,对其上下游坝壳料展开流变试验,并应用三维有限元技术展开大坝流变变形趋势的模拟分析。结果表明,流变变形增量在坝体填筑期、蓄水期和运行期表现出不同的趋势特征;由于水库大坝填筑施工时间长,故坝料流变主要发生在水库大坝开始建设到建成蓄水之间,此后则逐渐趋于稳定。

关键词：安村水库大坝堆石料流变变形沉降

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公伯峡面板堆石坝流变变形的反演分析

岩土力学 2011年第S2期32卷 521-525页

作者：张雷张嘎王富强张建民清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 水电水利规划设计总院北京100011

采用沈珠江等提出的流变模型,根据公伯峡面板堆石坝坝体填筑竣工到蓄水前的沉降监测资料,进行反演分析得到相应的流变参数,并用该参数对大坝应力变形进行了计算分析。沉降点监测值和计算值变动规律比较一致,说明了流变模型的有效性;由... 详细信息

采用沈珠江等提出的流变模型,根据公伯峡面板堆石坝坝体填筑竣工到蓄水前的沉降监测资料,进行反演分析得到相应的流变参数,并用该参数对大坝应力变形进行了计算分析。沉降点监测值和计算值变动规律比较一致,说明了流变模型的有效性;由于坝体堆石料的流变,面板的受力变形在运行期内呈现一定规律性的变化,并逐渐趋于稳定。

关键词：面板堆石坝流变变形反分析各向异性

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高面板堆石坝考虑流变变形影响的填筑方法

水力发电 2002年第10期28卷 63-65页

作者：胡颖汪金元闫生存湖北清江水布垭工程建设公司湖北宜昌443002

在施工期 ,取消或适应高面板堆石坝较大的流变变形影响 ,填筑方法是保证质量和安全的关键问题。为此 ,对堆石坝变形的特点及影响因素进行了研究 ,结合水布垭水电站室内外试验的成果和国内外工程的实例 ,提出了考虑流变变形相应的堆石体... 详细信息

在施工期 ,取消或适应高面板堆石坝较大的流变变形影响 ,填筑方法是保证质量和安全的关键问题。为此 ,对堆石坝变形的特点及影响因素进行了研究 ,结合水布垭水电站室内外试验的成果和国内外工程的实例 ,提出了考虑流变变形相应的堆石体填筑方法及措施 ,认为堆石体的变形应尽可能地在防渗结构施工前完成。

关键词：混凝土面板堆石坝高坝填筑流变变形水布垭水电站

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油罐地基流变变形数值计算与分析

地质灾害与环境保护 2007年第2期18卷 108-112页

作者：朱貌贤赵同顺陈晓斌湖南省地质矿产勘查开发局416队中国矿业大学力学与建筑工程系中南大学土建学院

采用FLAC3D所提供的二次开发程序接口,研制了改进的Burgers模型数值计算程序,并将该流变模型计算数值程序嵌入FLAC3D,对ST102大型油罐软土地基在充水预压过程中的流变变形进行数值模拟计算,计算结果与实测结果进行了对比,对比结果显示... 详细信息

采用FLAC3D所提供的二次开发程序接口,研制了改进的Burgers模型数值计算程序,并将该流变模型计算数值程序嵌入FLAC3D,对ST102大型油罐软土地基在充水预压过程中的流变变形进行数值模拟计算,计算结果与实测结果进行了对比,对比结果显示数值计算结果与实测结果相接近,证明了改进的Burgers流变模型及其参数的合理性。

关键词：油罐地基土流变变形数值计算 FLAC^3D

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堆石料湿化变形计算模型及方法研究

水利水电技术（中英文） 2022年第S1期53卷 455-462页

作者：丁艳辉钱晓翔北京市水利规划设计研究院北京100048 北京市轨道交通设计研究院有限公司北京100068

水库蓄水和降雨入渗可导致土石坝发生显著的湿化变形,从而对坝体的应力变形性状产生重要的影响。合理的湿化变形模型和计算方法是模拟分析土石料浸水湿化变形特性的重要前提。论文基于三轴湿化试验研究成果,建议了一种新的堆石料湿化变... 详细信息

水库蓄水和降雨入渗可导致土石坝发生显著的湿化变形,从而对坝体的应力变形性状产生重要的影响。合理的湿化变形模型和计算方法是模拟分析土石料浸水湿化变形特性的重要前提。论文基于三轴湿化试验研究成果,建议了一种新的堆石料湿化变形计算模型。该模型利用湿化变形方向的平行特性,采用堆石料本构模型计算相应的湿化体应变分量。新提出的模型仅需要一个湿化轴向应变模型参数。分别采用邓肯张EB和沈珠江双屈服面模型讨论了新湿化变形模型的具体计算模式,并通过与试验结果的对比验证了新模型的实用性。用改进的沈珠江三参数模型计算最终体应变和最终剪应变,湿化后的饱和流变规律与饱和试样的流变规律一致,湿化过程不会影响堆石料的饱和流变数值和规律。

关键词：堆石料湿化变形湿化模型流变变形本构模型

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基于响应面法的堆石体流变模型参数反演

人民黄河 2023年第11期45卷 141-145,150页

作者：解枫赞包腾飞李子阳张玉霞任杰河南省河口村水库运行中心河南济源454650 河海大学水利水电学院江苏南京210098 南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室江苏南京210029

混凝土面板堆石坝具有造价低、抗震性好等优点,但其在蓄水运行后发生流变变形,易造成防渗体结构破坏。为准确预测混凝土面板堆石坝流变变形规律,必须精准确定堆石体的流变参数。为此,首先基于大坝位移监测数据,采用响应面法建立Burgers... 详细信息

混凝土面板堆石坝具有造价低、抗震性好等优点,但其在蓄水运行后发生流变变形,易造成防渗体结构破坏。为准确预测混凝土面板堆石坝流变变形规律,必须精准确定堆石体的流变参数。为此,首先基于大坝位移监测数据,采用响应面法建立Burgers流变模型参数与堆石坝运行期流变位移之间的响应面函数,通过构造测试样本参数组检验响应面函数的计算精度;其次使用Lev⁃enberg-Marquart算法搜索目标函数最小值,求解出最优参数组合,反演得到流变参数;最后根据反演的流变参数进行有限元正分析,将特征点流变位移与实测值比较,验证响应面函数是否能满足反演要求。算例分析结果表明,各典型监测点有限元法计算位移与响应面函数解析的流变位移的相对误差均小于1.5%,响应面法反演的参数精度较高,响应面法应用于面板堆石坝流变模型参数反演分析是可行的。

关键词：堆石坝响应面法流变变形反演 Burgers模型 Levenberg-Marquart算法

基于响应面法的高堆石坝瞬变-流变参数反演方法

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岩土力学 2016年第6期37卷 1697-1705页

作者：杨荷周伟马刚李少林常晓林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 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室湖北武汉430072

如何准确确定原级配堆石体的力学参数是高堆石坝建设中亟待解决的一个关键问题,参数反演是解决这一问题的可行方法之一,传统的参数反演方法因需要进行大量的有限元正分析,其计算工作量大,反演效率较低。响应面法可以有效克服以上问题,... 详细信息

如何准确确定原级配堆石体的力学参数是高堆石坝建设中亟待解决的一个关键问题,参数反演是解决这一问题的可行方法之一,传统的参数反演方法因需要进行大量的有限元正分析,其计算工作量大,反演效率较低。响应面法可以有效克服以上问题,但已有方法仅针对堆石体的瞬变参数,未考虑流变参数,不能满足堆石坝长期变形预测的需要。综合考虑瞬变和流变参数,通过构造更加合理的响应面函数,提出了基于响应面法的高堆石坝瞬变-流变材料参数反演方法,大大提高了反演的效率和精度。以水布垭面板堆石坝为例,采用该方法对坝体瞬变和流变参数进行了反演分析。反演结果表明,计算值与实测值在数值和变化规律上总体符合较好,反演结果合理可靠且更加高效。

关键词：水布垭堆石坝参数反演响应面法瞬时变形流变变形