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高坝开裂过程的三维p-型自适应复合单元方法研究
  • 项目名称:高坝开裂过程的三维p-型自适应复合单元方法研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:50379039
  • 申请代码:E0908
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2004-01-01-2006-12-31
  • 项目负责人:陈胜宏
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:武汉大学
  • 批准年度:2003
中文摘要:

建立高坝结构开裂过程的三维仿真分析和安全度评价方法。在力学模型方面重点考虑材料的非线性损伤分叉性质,同时考虑渗流与温度的影响、施工和运行的过程、结构内接缝和地基内大规模断层与局部化带的组合等重要因素。在数值分析工具方面重点研究引入内嵌不连续局部化带和含奇异插值项单元构造的复合单元技术,以考虑混凝土(岩体)、接缝(结构面)等多重介质。借助阶谱的概念,将复合单元纳入有限单元法分析中去。当某复合单元不含接缝(结构面)时,即退化为常规有限单元。应用该方法时,网格划分可先不考虑接缝(结构面)的存在,在常规有限单元网格的基础上,根据接缝(结构面)的相关信息,形成复合单元网格信息。当接缝(结构面)的数量与方向改变时,网格拓扑关系不变。采用p-型自适应算法,实现单元阶数的动态变化,以保证分析精度。成果对高坝结构的新设计理论和方法研究有较大推动作用,在我国水电工程高坝枢纽的建设中有较大应用前景。

结论摘要:

建立高坝结构开裂过程的三维仿真分析和安全度评价方法。在力学模型方面重点考虑材料的非线性损伤分叉性质,同时考虑渗流与温度的影响、施工和运行的过程、结构内接缝和地基内大规模断层与局部化带的组合等重要因素。在数值分析工具方面重点研究引入内嵌不连续局部化带和含奇异插值项单元构造的复合单元技术,以考虑混凝土(岩体)、接缝(结构面)等多重介质。借助阶谱的概念,将复合单元纳入有限单元法分析中去。当某复合单元不含接缝(结构面)时,即退化为常规有限单元。应用该方法时,网格划分可先不考虑接缝(结构面)的存在,在常规有限单元网格的基础上,根据接缝(结构面)的相关信息,形成复合单元网格信息。当接缝(结构面)的数量与方向改变时,网格拓扑关系不变。采用p-型自适应算法,实现单元阶数的动态变化,以保证分析精度。这些理论和方法通过了实验室模型实验验证,并且在小湾、普定、瀑布沟等大型水电工程中应用。本项目的研究成果对高坝结构的新设计理论和方法研究有较大推动作用,在我国水电工程高坝枢纽的建设中有较大应用前景。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 49
  • 3
  • 0
  • 0
  • 1
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