岩土力学 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (S2): 443-450.doi: 10.16285/j.rsm.2018.1986

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高土石坝填筑过程的精细化模拟方法

周雄雄1, 2,迟世春1, 2,贾宇峰1, 2,谢芸菲1, 2   

  1. 1. 大连理工大学 海岸与近海工程国家重点实验室,辽宁 大连 116024;2. 大连理工大学 水利工程学院工程抗震研究所,辽宁 大连 116024
  • 收稿日期:2018-10-26 出版日期:2018-12-21 发布日期:2019-01-06
  • 通讯作者: 贾宇峰,男,1979年生,博士,讲师,硕士生导师,主要从事堆石料本构方面的研究和教学。E-mail: jiayf1305@dlut.edu.cn E-mail:zxx3090911095@163.com
  • 作者简介:周雄雄,男,1990年生,博士研究生,主要从事土石坝变形研究工作。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(No.2016YFB0201001)

Detailed simulation method for filling process of high earth and rockfill dams

ZHOU Xiong-xiong1, 2, CHI Shi-chun1, 2, JIA Yu-feng1, 2, XIE Yun-fei1, 2   

  1. 1. State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China; 2. Institute of Earthquake Engineering, School of Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China
  • Received:2018-10-26 Online:2018-12-21 Published:2019-01-06
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key R & D Program of China(2016YFB0201001).

摘要: 土石坝在所有坝型中一直占据着重要的地位,在高土石坝建设中结合实际碾压情况的填筑过程模拟,对土石坝的安全建设和长期稳定具有重要的指导意义。为更加精细地模拟土石坝的填筑施工与蓄水过程,其有限元计算的网格尺度目标应为与填筑厚度相当的米级。当前进行土石坝米级网格大规模计算的主要难点在于网格剖分、总体刚度矩阵的存储及并行计算方法、方程求解等。在C编程语言的框架下采用逐步加密方法实现了土石坝米级网格剖分,改进了总刚存储与计算、有限元求解等过程,最后采用1 m级网格对一典型的200 m心墙堆石坝进行了填筑过程模拟,计算结果符合土石坝的一般规律。

关键词: 高土石坝, 网格剖分, 填筑模拟, 刚度矩阵, 有限元计算

Abstract: Earth and rockfill dams have always played an important role in all types of dams. In the construction of high earth and rock dams, combining with actual rolling compaction conditions filling process simulation have important guiding significance for the safety construction and long-term stability of earth and rock dams. In order to simulate the filling and impounding process of earth and rock dam more precisely, the mesh size of finite element calculation should be the size of meters equal to the thickness of filling. At present, the difficulties in large-scale calculation of earth and rockfill dams include mesh subdivision, storage and parallel calculation of total stiffness matrix, and equation solving. Under the C programming framework, this paper uses the mesh refinement method to complete the grid subdivision of larger scale calculation, and the programming language, total stiffness storage and calculation, finite element equation solution and other processes of the static calculation program have been improved to complete the larger scale finite element method simulation of earth and rockfill dams. The filling process of a typical core wall rockfill dam with a height of 200 m is simulated under the mesh size of 1 m. The simulation results conform to the general rules.

Key words: high earth and rockfill dams, mesh generation, filling simulation, stiffness matrix, finite element calculation

中图分类号: 

  • TV641
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