›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (S1): 412-418.

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

混凝土面板堆石坝应力变形长期性状有限元模拟

刘萌成1, 2,高玉峰2,刘汉龙2   

  1. 1.浙江工业大学 建筑工程学院,杭州 310014;2.河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,南京 210098
  • 收稿日期:2010-04-23 出版日期:2010-08-10 发布日期:2010-09-09
  • 作者简介:刘萌成,男,1972年生,博士,副教授,主要从事道路岩土材料工程特性及本构模型研究。
  • 基金资助:

    浙江省自然科学基金资助项目(No. Y1090151);河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室开放基金资助项目(No. GH200903)。

Finite element analysis of long-term stress-deformation behavior for concrete-faced rockfill dam

LIU Meng-cheng 1, 2, GAO Yu-feng2, LIU Han-long2   

  1. 1. College of Architecture and Civil Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China; 2. Key Laboratory of Ministry of Education for Geomechanics and Embankment Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China
  • Received:2010-04-23 Online:2010-08-10 Published:2010-09-09

摘要:

为了获得混凝土面板堆石坝长期力学行为(尤其流变变形对混凝土面板堆石坝工作性状的影响)定量分析成果,运用ABAQUS有限元对国内某抽水蓄能电站混凝土面板堆石坝进行了数值模拟。采用考虑非线性强度的改进双屈服面流变模型描述堆石料长期力学性能,其中瞬时塑性变形采用改进双屈服面模型确定,而黏塑性流变变形采用指数衰减函数定义。有限元分析获得坝体、单元和面板在填筑期、蓄水期与运行期的应力与变形一般规律。结果表明:运行阶段堆石流变变形对混凝土面板堆石坝应力、变形性状产生显著影响。研究结论有益于进一步了解和合理预测混凝土面板的长期性能。

关键词: 混凝土面板堆石坝, 应力、变形, 长期性状, 有限元法, 预测分析

Abstract:

The aim of this paper is to obtain quantitative information of the long-term mechanical behavior of a concrete-faced rockfill dam (CFRD), particularly the effect of rheological deformation on the performance of CFRD. Some numerical simulations have been conducted for a CFRD of a Pumped Storage Power Station in China by ABAQUS finite element code. A modified double-yield surface rheological model incorporating nonlinear strength is applied to describe the long-term mechanical behaviors of the rockfills. The instantaneous plastic deformations of rockfills are determined by the modified double-yield surface model; and the time dependent viscoplastic deformations of rockfills are defined by the empirical equations of exponent function. The predicted results of finite element analysis (FEA) present the evolution of the stress and deformation of dam body, dam element and face slab at the construction, impounding and operational stages. From the results of FEA, it has been shown that the rheological deformation of rockfills at the operational stage has a remarkable effect on the stress and deformation of CFRD. The results or conclusions in this paper are beneficial to further knowledge, reasonable prediction and optimizing design of the long-term mechanical behavior for CFRD.

Key words: concrete-faced rockfill dam, stress and deformation, long-term behavior, finite element method, prediction

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