基于均匀设计的邓肯E-B模型参数敏感性分析

在堆石料非线性弹性模型的反演分析中,模型参数敏感性分析是确定待反演参数的重要途径,为了更好的完善邓肯E-B模型参数敏感性分析的研究,结合均匀设计理论和方法,利用均匀设计软件和回归分析理论,分析了邓肯E-B模型参数对坝体水平和垂直位移的敏感性,成功实现了均匀设计在邓肯E-B模型参数敏感性分析中的应用,并对计算模型的主要参数进行了敏感性分析,其中参数kb、φ0、n对坝体位移有较大影响。

基于邓肯E-B模型的面板堆石坝应力变形分析——以毛家河水库面板堆石坝为例

为定量分析拟建毛家河水库面板堆石坝在不同工况下的应力变形特性,基于邓肯E-B模型基本原理,采用ANSYS建立了面板堆石坝三维有限元模型,将模型数据导入ABAQUS进行非线性求解计算。通过对毛家河水库面板堆石坝在完建期、正常蓄水位和校核蓄水位3种工况下坝体和面板的应力变形特性进行分析,结果发现:面板堆石坝坝体和面板的应力状态较好,应力普遍较低,坝体变形适中,蓄水后面板大部分区域处于受压状态,仅在纵缝底部出现较大拉应力,但分布范围有限。说明该面板堆石坝满足静力应力应变的相关要求,面板堆石坝的设计是可行的。

基于ANSYS二次开发邓肯E-B模型的土石坝应力变形分析

基于ANSYS-UPFs有限元二次开发平台,编写了适用于土体材料的邓肯E-B模型用户子程序。针对湖北省内某水利枢纽工程土石坝采用无基坑施工方案,土石坝面临水下一次填筑深度近10m,坝体沉降变形难以控制的难题,开展了土石坝分层填筑施工过程应力变形仿真分析。重点讨论了坝体应力变形的影响。此外,对塑性混凝土防渗墙在承挡最大上下游水头差情况下的应力变形进行了分析评估。计算结果表明:当前回填方案下,坝体及防渗墙的应力变形控制满足要求,为工程设计施工提供了经验和参考。

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。

兰州新区庙儿沟水库心墙堆石坝沉降计算分析

兰州新区庙儿沟水库工程地处兰州新区,为注入式水库,库容比较大,坝体采用壤土心墙土石坝。以Midas GTS NX软件为计算工具,采用邓肯-张(E-B)材料本构模型对坝体进行施工分层模拟以及蓄水期沉降计算。通过计算分析可知,坝体在施工期以及蓄水期的沉降和应力均满足规范要求,表明坝体结构设计合理。

观音岩混合坝插入式接头应力变形分析

采用有限元方法,利用邓肯E-B模型及接触面模型,模拟堆石坝的实际填筑和蓄水过程,对观音岩水电站混合坝方案插入式接头结构型式进行三维非线性分析。计算结果表明,在蓄水前后,接头处各接触面上下游堆石部分都有脱开现象,心墙与混凝土在顶部有小范围脱开现象。插入式软接头方案基本可行,可在此基础上进行进一步计算分析,提出相应的优化和改善措施以提高运行可靠度。

混凝土面板堆石坝反分析的神经网络方法

建立了坝体沉降变形分解的统一模型,采用最小二乘法进行多元线性回归分析,将面板堆石坝坝体沉降变形的实测值分解为荷载作用变形与蠕变作用变形。运用MATLAB语言提供的神经网络功能函数,建立面板堆石坝反分析的BP神经网络模型,对邓肯E-B模型的材料参数进行反演计算。实例计算结果表明,该方法简单、有效、可靠,计算结果满足工程精度要求,可应用于实际工程。

基于均匀设计及神经网络的堆石材料参数反分析

鉴于堆石坝材料参数反演分析问题的复杂性,在BP神经网络反分析的基础上,利用均匀设计理论构造参数样本,结合有限元分析,对水布垭面板堆石坝主、次堆石料的邓肯E-B模型参数进行反演分析。为了验证反演结果的可靠性,再利用反演分析结果,重新进行有限元计算,将计算得到的坝体沉降位移值与实际监测值相比较,结果显示,有限元计算位移值符合大坝变形的基本情况,反分析结果满足精度要求。说明利用均匀设计结合BP神经网络的反分析方法,可以减少堆石坝材料参数反演分析中网络学习的样本数量,提高反分析效率及准确性。

西龙池面板堆石坝应力变形三维有限元分析

分别采用邓肯E-B模型和沈珠江双屈服面模型模拟堆石坝体、利用线弹性模型模拟沥青混凝土面板进行有限元变形及应力计算分析,并对两种不同模型在竣工期和蓄水期坝体堆石和面板的应力变形规律进行了比较。结果表明,对外凸反拱曲线型面板堆石坝,邓肯模型计算的面板拉应力较大与实测不符,而弹塑性模型的计算结果则较合理。

基于两种本构模型的堆石坝应力变形比较研究

采用邓肯E-B模型与椭圆-抛物双屈服面模型对两岔河心墙堆石坝进行有限元应力变形分析,比较两种本构模型在正常高水位的满蓄期计算得到的坝体应力应变差异。结果表明:(1)两种模型计算的坝体沉降较为接近,邓肯E-B模型计算最大沉降稍小;邓肯E-B模型计算的顺河向水平位移与双屈服面模型相比,上游位移与下游位移均偏大。(2)受心墙拱效应影响,无论邓肯E-B模型还是双屈服面模型,心墙内的主应力均比过渡层小,小主应力均为正,心墙内均未出现拉应力。相比于双屈服面模型,邓肯E-B模型计算的心墙应力受心墙拱效应更为明显。(3)满蓄期防渗墙小主应力在左右岸角部出现拉应力,两种模型计算的拉应力区分布规律基本一致,但双屈服面模型计算的拉应力的值及变化梯度均大于邓肯E-B模型。