论文部分内容阅读
随着混凝土面板堆石坝筑坝技术的不断发展,其在工程中的应用越来越广,因此对其结构的计算分析越来越受到设计人员的重视。堆石坝常规分析中采用的E-B模型或双屈服面弹塑性模型所计算结果虽能在一定程度上反映坝体的应力变形特性,但由于堆石料是具有弹性、塑性和粘性的综合体,其压缩变形不只是应力状态的函数而且与时间因素有关,即具有流变特性。因此,为了准确预测高面板堆石坝结构的应力变形特性,需确定模拟高面板堆石坝流变效应的计算模型,以在结构分析中合理考虑堆石料流变变形的影响,为高面板堆石坝结构设计提供更加准确的依据。
本文首先从堆石流变产生的机理出发,分析流变变形产生的原因、影响堆石流变变形的因素,并提出减少堆石流变变形的工程措施。然后对比分析目前工程界所提出的几种堆石流变模型,根据材料流变试验结果和各模型特点,从中选择适用于描述高面板堆石坝沛变变形特性的指数衰减型七参数流变模型作为本文后续研究的基础。通过对面板堆石坝有限元计算原理的研究,结合堆石流变模型程序实现方法的探讨,编制用于计算面板堆石坝流变变形的有限元计算程序。程序中以E-B模型计算堆石料的瞬时变形,以七参数流变模型计算堆石料的流变变形。最后以公伯峡面板堆石坝为例,分析在考虑流变和不考虑流变效应两种情况下,坝体在竣工期、蓄水期及蓄水运行两年后的应力变形特性,对比分析堆石流变效应对坝体及面板应力变形的影响。结果表明,考虑流变效应后,坝体位移和应力较未考虑流变结果均有所增加,表明堆石流变效应对坝体应力变形存在一定的影响。
另外,本文介绍堆石流变模型参数的确定方法,考虑到流变模型参数较多,文中采用正交试验法,以坝体竖向位移、面板挠度和面板顺坡应力为试验指标,分析堆石流变模型参数的敏感性,采用极差分析和方差分析法对试验结果进行分析,结果表明堆石流变模型中m1,b和m2对各试验指标的敏感性高,其他参数敏感性较低,以此为流变模型参数反演分析和试验确定参数时参数个数的选取提供依据。
本文所提出的上述模型和方法,为高面板堆石坝流变效应的研究和流变模型参数敏感性分析奠定了必要的理论基础,所获得的分析成果对类似工程具有重要参考和应用价值。