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土坝是水利工程中应用最广泛的建筑物之一,而坝体的渗流情况是土坝能否正常工作的一个重要因素。根据土坝破坏失事的一些调查统计,毁于渗流破坏的占很大比例,甚至可达45%,可见渗流对土坝稳定有着严重的危害性。 本文着力于对土坝的渗流及稳定分析,利用大型有限元分析软件ANSYS的强大的前后处理程序对土坝渗流场和稳定进行了分析,期望能为土坝的设计、施工、运行提供可靠的依据。 本文的主要内容包括: 1.土坝的渗流计算。本文利用渗流场和温度场的可比拟性,利用ANSYS软件中有关温度场的计算,对土坝进行了渗流分析计算,确定出渗流自由面及渗流逸出点位置,并动态捕捉浸润线的位置,得到的浸润线即为渗透压P为零的线。 2.土坝的稳定分析,这是本文的核心部分。此分析将内容1中的计算结果即渗透压P作为此阶段计算的一个体积力载荷,采用了ANSYS软件提供的非线性弹塑性Druker-Prager模型,进行了土坝在校核洪水位工况下的应力状态分析,进行了基于强度缩小有限元分析,最终给出了土坝在校核洪水位工况下的安全系数。 3.ANSYS计算结果与理正软件计算结果的对比。利用理正工程软件对土坝进行了校核洪水位工况下的渗流和稳定分析,将两者的计算结果进行对比。 为了验证理论的可行性,笔者以贵州省贵阳市修文县的高潮水库为工程实例进行分析计算,结果显示利用ANSYS软件进行土坝的考虑渗透压稳定分析是可行有效的,也为类似的边坡稳定分析计算提供了判别依据。