【摘 要】
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碾压混凝土坝近年来在水利工程领域应用广泛,我国的筑坝数量和规模发展迅速,筑坝技术与经验也处于国际领先水平。然而,随着地质勘探技术不断进步,大坝安全监测技术发展,工程
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碾压混凝土坝近年来在水利工程领域应用广泛,我国的筑坝数量和规模发展迅速,筑坝技术与经验也处于国际领先水平。然而,随着地质勘探技术不断进步,大坝安全监测技术发展,工程实践经验的积累与完善,仍然需要我们进一步加深对碾压混凝土材料性能的了解,更加有效地利用计算机和数值分析软件,拓宽研究领域,解决在高坝建设中遇到的缺乏可借鉴经验的难题。利用有限元法进行碾压混凝土坝弹塑性分析,有助于在大坝极限承载力、安全储备、渐进破坏过程分析、地震等极端工况下安全分析等方面提供新的思路,可以更有效地指导目前的坝工设计,促进混凝土坝设计方法的现代化。由于碾压混凝土本身的超干硬特性及大面积通仓薄层浇筑碾压的施工特点,导致碾压混凝土坝存在较多的层间交接面。本文基于此特点,将碾压混凝土坝视为横观各向同性体,拟建立一个新的碾压混凝土坝弹塑性分析理论模型,并探讨相应的数值模拟方法。首先,基于应力不变量与组构张量提出一个修正的Druker-Prager屈服准则。然后引入塑性势函数,采用非关联流动法则,推导出屈服准则的一致性映射返回算法,并且形成一致性切线模量矩阵。数值模拟方面,基于ABAQUS用户材料子程序接口,应用FORTRAN语言编写了该理论模型的程序代码,以平板压缩模型和碾压混凝土坝模型为算例,从不同角度检验所提出理论模型的合理性及数值模拟的有效和稳定性。
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