【摘 要】
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复合土工膜面板堆石坝是一种新坝型,其防渗体的设计、施工和质量控制是该类坝型的技术关键。而坝体的应力应变计算同样重要。复合土工膜面板堆石坝是水工结构中的重要坝型之
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复合土工膜面板堆石坝是一种新坝型,其防渗体的设计、施工和质量控制是该类坝型的技术关键。而坝体的应力应变计算同样重要。复合土工膜面板堆石坝是水工结构中的重要坝型之一,坝主体由堆石或砾石组成,起支承作用,其上游面设置复合土工膜面板起防渗作用。复合土工膜面板堆石坝因其具有的众多优点而受到广泛关注,特别在近年来发展较快、应用较广,逐渐成为有较强竞争力和发展前景的坝型。复合土工膜面板堆石坝的主要问题是坝体变形以及随之而来的接缝损坏而导致的渗漏。因此,坝体变形问题已成为复合土工膜面板堆石坝设计的核心问题。本文运用大型有限元计算分析软件ADINA进行三维非线性有限元计算,分析了复合土工膜面板堆石坝的应力应变特点。首先分析了堆石体的物理力学特性,对堆石体的本构模型进行了讨论,确定了有限单元模型中的单元类型以及接触单元的型式。根据现场实验数据和已有的研究成果,选取邓肯—张非线性本构模型表征堆石体的应力应变特性,并且确定了堆石料的材料参数。采用ADINA提供的生死单元功能模拟施工过程。本文模拟了在不同蓄水位条件下,复合土工膜面板以及坝体的应力与变形。建立了面板和堆石体之间的接触模型,采用ADINA提供的接触单元模拟。并对复合土工膜面板堆石坝进行了参数敏感性分析,总结出了材料参数对应力以及位移的影响的重要性。复合土工膜作为一种新型防渗材料,在土石坝工程中已得到了广泛的应用。但关于复合土工膜的防渗机理及防渗效果还缺乏系统的理论研究,本文结合复合土工膜的防渗特性和机理,用有限元法对复合土工膜防渗土石坝进行渗流分析。计算结果表明,土石坝铺设复合土工膜后,改善了渗流情况提高了蓄水能力。
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