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基于内聚力模型的高心墙堆石坝坝顶裂缝模拟 及其成因分析
  • ISSN号:1672-7207
  • 期刊名称:《中南大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TV641[水利工程—水利水电工程] TV313[水利工程—水工结构工程]
  • 作者机构:[1]武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51379161);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2012206020207)
中文摘要:

将基于弹塑性断裂力学的内聚力模型引入有限元法,采用非线性界面单元,通过定义界面单元的法向和切向应力与张开和滑移变形之间的关系描述裂缝发生后的界面力学特性,模拟某高心墙堆石坝的坝顶裂缝。计算过程中考虑筑坝材料的流变和湿化变形。研究结果表明:基于内聚力模型的有限元法计算出的裂缝与实际情况比较吻合。采用该方法计算了蓄水期之后3年的坝顶裂缝,裂缝变化幅度微小,较为稳定,且并未深入心墙。在首次蓄水的过程中,上游堆石流变和湿化变形较大,上下游坝壳料沉降不均匀程度也较大,因此,坝体变形不协调导致坝顶出现纵向裂缝。

英文摘要:

The cohesive zone model based on elastoplastic fracture mechanics was introduced to the finite element model. Using nonlinear cohesive interface elements and defining the relationship between normal-tangential stresses and opening-slipping deformation of interface elements, interfacial mechanical characteristics of cracks were described. This method was employed to simulate crest cracks of a high core rockfill dam. Rheological and wetting deformation of the dam materials was taken into account in the calculation process. The results show that cracks calculated by this method are in satisfactory agreement with the actual situation. The dam crest cracks that develop three years after impounding are predicted. The cracks develop slightly and are relatively stable, without developing into the core wall. The rheological and wetting deformation of upstream rockfill are relatively large during the first impounding process and the degree of settlement non-uniformity between upstream and downstream dam materials is also large, and therefore uncoordinated deformation of the dam causes the longitudinal cracks in the crest region.

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期刊信息
  • 《中南大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中南大学
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南长沙中南大学校本部
  • 邮编:410083
  • 邮箱:zngdxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88879765
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7207
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1426/N
  • 邮发代号:42-19
  • 获奖情况:
  • 首届全国优秀科技期刊评比一等奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,首届中国有色金属工业优秀科技期刊评比一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:20874