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    CAE咨询 / Data Area

    12年的专业CAE咨询服务经验,超过1000个项目的丰富经验积累。

    在水利工程中的应用案例与经验

    发布时间:2013-12-17

    浏览次数:

    • (1)土坝施工、快速降水及抗震分析

      当土体的坡度小于一定值时,土坝的结构取决于土体保持稳定的能力。但是在一定的载荷情况下,土体的稳定性要做折中处理,在设计过程中要考虑到这些载荷情况。

      a. 问题描述

      该大坝是二维模型,即假设为平面应变情况。大坝从地平面起算的高度为55m,底部宽度为245.2 m。向上变窄,顶部宽度为12 m。大坝的中间粘土芯体底部宽度为28 m,向上变窄,顶部宽度为6m。大坝的基础置于地水准平面以下10 m,基础位于10.667 m 厚的风化岩石层上,覆盖在坚硬的岩石基础上。基于分析的目的,假设坚硬的岩石延伸到地水准平面以下90 m,并且在模型上施加相同深度的边界条件。基础、风化岩石和坚硬岩石的整体宽度设定为550 m,并且在这个位置上施加模型垂直边缘的相应的边界条件。

      b. 施工模拟

      分析过程:在第一阶段,去掉大坝各单元,将岩石层在地压或重力作用下的变形进行建模。在每个阶段加入新的填筑层。为了简化分析,假设每层在重力作用下的变形较小,下一层可以按未变形的形状加入到分析中。在填筑每一层时可以进行瞬时固结分析。

       

       

      Step3的Mises应力

       

      c. 蓄水模拟

      所有三层构筑完成后,水坝分三个阶段蓄水:第一阶段,蓄水深度为地水准平面以上21 m;第二阶段,蓄水深度为地水准平面以上40m;第三阶段,蓄水深度为地水准平面以上50m;每一阶段需要30天;蓄水结束后的稳态过程。

       

      蓄水结束后稳态孔压分布

       

      d. 快速降水模拟

      分析水库中的水在7小时内全部放干,土坝的应力、孔压等的变化情况。

       

      水位快速下降后的孔隙压力分布

       

      e. 抗震模拟

      相对于典型的孔隙水的渗透来说,地震发生在非常短暂的时间内。所以,可忽略在地震期间小孔压力的再分布。因为地震的载荷是动态的,所以应该考虑全部的惯性力,包括土坝内孔隙中流体和水库中水的影响。在本分析中,要考虑大坝内孔隙中水的惯性力,但水库中水的惯性力在分析中不予考虑。对于大坝内孔隙中的流体,只有低于侵润线以下的流体包括在惯性力内。包括这些惯性力,这里计算位于土体内节点上的用户定义单元的点网格,还包括动态分析中的单元的影响。

       

      土坝地震响应分析液化区域判断

       

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