基于改进响应面的邓肯-张E-B模型参数全局敏感性分析

为研究邓肯-张E-B模型参数及参数之间的交互作用对大坝变形的影响,以某均质黄土坝为研究对象,利用改进的响应面方法分析了邓肯-张E-B模型参数的全局敏感性。通过部分因子设计筛选出对土坝变形影响较为显著的5个参数为R_(f)、γ、φ_(0)、K_(b)、K,再利用响应面方法中的中心复合设计对筛选结果做进一步的全局响应面分析,考察参数及参数之间的交互作用对土坝变形的影响。结果表明,R_(f)、γ、φ_(0)是对大坝位移敏感性最强的3个参数,这3个参数之间的交互作用对于大坝变形的敏感性同样重要,且高于单个因素的敏感性,在类似工程计算中应考虑参数之间的交互作用。

基于邓肯-张E-B模型的边坡稳定性强度折减法的研究及应用

针对邓肯—张E—B本构模型和强度折减法在土质边坡稳定性分析中应用广泛,对其进行二次开发并嵌入FLAC3D中具有十分重要的意义。利用FLAC3D的二次开发平台,编制本构模型的相应程序,通过三轴数值试验验证了所编制程序的正确性;结合强度折减法求解了某土质边坡安全系数并判断出其潜在滑动面。

邓肯-张E-B模型的ANSYS二次开发及应用

随着土石坝坝体高度的增加,土石坝的应力和变形分析已成为大型土石坝设计中不可缺少的一部分,有限元法是进行应力和变形分析的一种有效方法.在土石坝有限元计算中,难点主要是ANSYS中并不包含土石坝材料的本构关系.利用ANSYS提供的APDL语言二次开发平台,开发出了在土石坝工程中应用广泛的邓肯-张E-B模型,并应用于安宁水电站沥青混凝土心墙堆石坝的应力与变形计算,结果较好地反映了土石坝的实际应力变形规律.

考虑颗粒破碎的钙质砂修正邓肯-张E-B模型

在常规应力水平下颗粒发生破碎是钙质砂有别于其他砂土的重要性质之一,且由于颗粒破碎的存在,使用传统的本构模型无法很好地模拟钙质砂的力学行为。因此本文以最为普及的本构模型之一--邓肯-张E-B模型为基础,对其进行颗粒破碎方面的修正以得到一个能用于钙质砂的本构模型。具体方法为:首先本文采用Hardin提出的相对破碎Br这一指标来度量颗粒破碎的大小。之后研究分析得出了颗粒破碎对邓肯-张模型参数(内摩擦角φ、割线模量E50及体积模量B)的影响规律。然后通过颗粒破碎与输入能量之间的关系将各状态下无法直接确定的相对破碎Br与可确定的应力-应变状态联系起来。最终得到了一个考虑颗粒破碎的钙质砂修正邓肯-张E-B模型。为验证模型的准确性及适用性,本文还使用该模型对4种不同粒径范围且试验围压不同的钙质砂的三轴排水行为进行了模拟。结果表明拟合效果较好,模型能适用于各种不同粒径范围的钙质砂,并且在颗粒破碎较大的情况下明显优于传统邓肯-张模型。

基于免疫遗传算法的邓肯—张E-B模型参数反演分析

邓肯—张E-B模型应用于面板坝的应力应变分析时一般通过室内三轴试验获取模型参数,而中低面板坝一般不进行室内三轴试验,通常采用的工程类比法取得的模型参数计算误差较大,通过基于免疫遗传算法的位移反分析法得到较为符合工程实际的邓肯—张E-B模型参数,并以双溪口水库大坝为例,计算了竣工期沉降量,通过与实测沉降量的对比分析,说明了该方法的合理性。

邓肯-张E-B模型参数对高面板坝应力变形的影响

邓肯 张E B模型在混凝土面板堆石坝中得到了较为广泛的应用。大量计算研究表明,许多时候模型参数变化对计算结果的影响比模型本身的影响还要大。结合具体工程的试验和计算研究成果,对模型参数按比例分别增减,用有限元法计算某一面板坝的应力、位移等。每个参数的增减变化都将引起应力、位移的相应变化,其中参数Kb,φ0对面板坝应力、位移的影响最显著。分析还表明,对参数m的取值应特别慎重。

基于正交试验分析法不同施工阶段邓肯-张E-B模型参数对坝体变形的敏感性分析研究

基于正交试验理论,采用极差分析法与方差分析法分别对不同施工阶段(填筑期与蓄水期)内邓肯-张E-B模型参数对坝体变形的敏感性进行分析,研究表明:不同施工阶段,基于同一计算指标采用极差分析法和方差分析法得到的参数对坝体变形的敏感性规律基本相同;邓肯-张E-B模型各参数对计算指标最大垂直位移V、最大水平向上游位移H_(u)与最大水平向下游位移H_(d)的敏感性规律有一定的差异,邓肯-张E-B模型参数φ_(0)、K_(b)对最大垂直位移V的敏感性最大,参数φ_(0)、R_(f)对最大水平位移H_(u)与H_(d)的敏感性最大的结论一致。

邓肯—张E-B模型参数对心墙土变形的敏感性研究

有限单元法是一种常见的分析岩土结构变形的数值计算方法,其土体模型参数的准确性是计算结果高可靠性的保证。邓肯—张E-B模型是坝体变形分析计算中常用的一种非线性弹性模型。以一心墙坝为例,针对模型参数的敏感性进行大量的非线性有限元计算,计算结果表明:影响心墙土变形的主要参数为K,Rf和φ,n对心墙土变形的敏感性较低。随着K和φ的增大,心墙土竖向位移减小;随着Rf增大,竖向位移增大。从整体来看,邓肯—张参数对竖向位移的敏感性要大于对有效应力的敏感性。

堆石体邓肯-张E-B模型反演参数的敏感性分析

邓肯-张E-B模型是一种用于堆石坝应力分析计算的非线性弹性模型。笔者对猴子岩面板堆石坝建立了三维有限元模型,结合正交试验法,分析出了模型中各参数对于堆石坝竖直沉降和水平位移的敏感性,试验结果为邓肯-张E-B模型中对竖直沉降位移敏感显著的参数为φ_0、K_b和K,其他参数敏感性不强;对水平位移敏感性显著的参数为φ_0、K_b、R_f、m和n,其他参数不敏感。

软岩筑坝技术在某面板堆石坝的应用研究

本文采用邓肯张e-b模型,使用通用岩土分析软件MIDAS GTS NX软件对大坝建立了三维模型,设计四种不同分区使用软岩的方案,分别为主体、主堆石区、次堆石区以及次堆石区510~610 m高程部分使用软岩,并对四种方案下面板堆石坝的应力与变形进行了分析。得到以下结论:采用软岩的大坝应力与变形分布规律与传统堆石料类似,在次堆石区部分部位使用软岩可以大大降低大坝的应力与变形,软岩用于高面板坝坝体填筑是安全可行的。分析结果对工程设计优化、类似工程借鉴、保证工程安全具有一定的参考价值。

某高面板堆石坝设计与研究

混凝土面板堆石坝是一种安全经济的坝型,对地形、地质和气候条件有广泛的适用性,在世界范围内得到了广泛的应用,近几十年来得到迅速的发展。本文对某高面板堆石坝进行了设计,采用邓肯张e-b模型,使用通用岩土分析软件MIDAS GTS NX软件对大坝建立了三维模型,拟定三种参数方案,对面板堆石坝的应力与变形进行了分析,确定了最优参数方案,得到了大坝在竣工期及蓄水期的应力与变形,分析结果对工程设计优化、类似工程借鉴、保证工程安全具有一定的参考价值。

基于正交试验法的邓肯-张E-B模型参数敏感性分析研究

邓肯-张E-B模型能反映堆石料不同围压下的应力变形关系,在混凝土面板堆石坝应力变形数值计算中得到了广泛的应用。本文基于正交试验法,以混凝土面板堆石坝为例,进行了邓肯-张E-B模型参数对坝体竖向位移、上下游水平位移的敏感性分析。研究结果表明:邓肯-张E-B模型参数中的初始体积模量基数、初始内摩擦角、初始弹性模量基数对坝体竖向位移的敏感性相对较大;初始内摩擦角、初始弹性模量基数、破坏比对坝体向上游水平位移的敏感性相对较大;初始体积模量基数、初始内摩擦角、初始弹性模量基数对坝体向下游水平位移的敏感性相对较大;模型参数取值对向上游水平位移的影响最为显著;体积模量指数、摩擦角中的减少值、弹性模量指数对坝体变形计算结果的影响相对较小。本文的研究方法及成果可以为面板堆石坝邓肯-张E-B模型参数选取提供参考。

砂砾石料邓肯-张(E-B)模型计算参数的试验

邓肯-张(E-B)模型是岩土工程分析计算中常用的非线性弹性模型,为配合有限元分析计算的需要,从现场施工工地取样,进行了砂砾石料的室内三轴试验。并对试验结果进行了分析,得到了邓肯-张非线性模型有限元计算的8个参数,为砂砾石料地区的道路工程建设提供了参考依据。

基于子模型法的混凝土面板堆石坝应力变形数值分析

采用非线性有限单元法,并基于邓肯-张(E-B)非线性本构模型,考虑面板堆石坝填筑施工与蓄水过程,利用中点增量法对苗家坝面板堆石坝进行了三维有限元数值仿真分析,得到了坝体施工期和蓄水期坝体的应力变形分布规律,从坝体结构意义上判断,堆石坝体工作是可靠的;同时,为了获得面板及其接缝应力变形更为精确可靠的结果,采用发展的三维子模型方法,而面板与垫层区之间的特殊边界用耦合的薄层单元进行模拟。工程算例的计算结果表明:面板应力和变形规律正常,较大拉应力分布范围局限在铺盖保护区以内,面板竖缝和周边缝变形值不大,面板的安全性是比较有保障的。同时,进一步证明了用耦合的薄层单元模型模拟接触面的子模型法在面板应力变形计算中具有一定的可行性和可靠性。

基于灰色关联改进模型的沥青混凝土本构参数影响评价

邓肯-张模型是沥青混凝土材料常采用的本构关系,其力学参数的确定在现场所取芯样和室内成型试件中存在显著差异.为准确探讨不同实验条件下模型参数影响的相关联度,提出灰色关联度改进模型,并分析沥青混凝土在不同温度、加载速率条件下本构模型参数影响关系,得到各参数受试验条件影响关联度大小,分析结果有助于寻求更合理的试验方法,达到实验数据与工程实践更为接近,为沥青混凝土材料的设计与应用提供参考.

新疆某水库砂砾石混凝土面板坝设计及变形评价

鉴于该工程混凝土面板砂砾石坝坝料总体上偏细,为合理控制砂砾石填筑变形量,在坝料设计过程中对各个填筑料提出适合指标,同时,在坝内设计设置排水烟囱,确保坝内水快速排出.通过建立大坝、砂砾石覆盖层、防渗体的有限元模型,填筑料静力本构采用邓肯张E-B模型,分析了坝体变形能力.结果表明:坝体在竣工期、正常运行期时的变形规律合理.防渗体应力满足规范要求,周边缝变形量满足设计所提允许值.结合计算分析成果可知设计方案合理.

瀑布沟高堆石坝应力变形分析

近年来,有很多专家学者对瀑布沟堆石坝进行了有限元分析,但都基于二维有限元分析和邓肯张E-μ模型,本文基于邓肯张E-B模型总结和选取了肯张E-B模型参数,建立瀑布沟堆石坝三维有限元模型,分析了其施工期和蓄水期应力和变形情况并和肯张E-μ模型计算结果做了对比分析。计算结果表明:大坝最大沉降和最大水平位移均发生在库水位蓄满期;心墙拱效应现象最强烈的位置大约在1/3坝高坝轴线附近,存在拱效应的部位心墙应力呈驼峰状分布,拱效应在坝体顶部很小,拱效应最大发生在心墙与高塑性黏土接触部位;对两种模型对比分析可知,两种模型计算结果相差不大,坝体变形和应力符合一般规律。

基于沉降数据对Tatay面板坝变形参数的反演分析

根据Tatay面板坝的实际情况和工程特点,建立了混凝土面板堆石坝坝体及坝基的三维有限元模型。根据施工期、运行期测得的原型大坝沉降变形资料,用堆石体的时效分量模型对其进行分析处理,分离出自重、水压力引起的变形和时效分量。为了避免水管式沉降仪和电磁式沉降管的在监测过程中的监测缺陷,以减小反演误差,先依据电磁式沉降管测得的沉降变形,采用可变容差法反演得到堆石体的邓肯张E-B模型参数,然后以水管式沉降仪测得的沉降变形作为校核依据。

苗家坝混凝土面板堆石坝三维应力变形分析

基于邓肯—张E-B模型,考虑坝体填筑施工和蓄水过程,并基于大型有限元软件ADINA平台,将三维子模型法应用于苗家坝面板堆石坝应力变形计算,并与监测资料和类似工程的计算结果作了对比分析。结果表明:子模型法能够大大减少网格数量,提高计算效率,面板及接缝的计算精度也有了提高;坝体最大沉降值约占坝高的1.1%,且沉降在竣工期已经基本完成;水库蓄水后,面板拉应力主要集中在面板与周边山体连接处,且最大拉应力均未超过2 MPa,建议通过增加面板的配筋,铺设粉煤灰或者细沙作为保护层来改善面板应力特性。周边缝变形最大值均未超过20 mm,止水结构不会因周边缝的变形过大而破坏。

深覆盖层堆石坝静力三维有限元应力变形分析

巴底水电站沥青混凝土心墙堆石坝填筑在厚度达120 m的深厚覆盖层地基上,因此有必要研究覆盖层对坝体应力变形的影响。采用ANSYS软件对其进行静力三维有限元应力变形分析,但ANSYS中没有土石坝材料的本构模型,因此利用ANSYS提供的APDL语言二次开发平台,开发了在土石坝工程中应用广泛的邓肯-张E-B模型,对该堆石坝的应力变形进行了计算。通过计算,得到了该堆石坝的应力分布以及水平位移和沉降,经核算均满足要求。