拱坝地基综合变形模量计算的有限元方法

doi:10.3969/j.issn.1001-5485.2014.12.013

长江科学院院报 ›› 2014, Vol. 31 ›› Issue (12): 65-68.DOI: 10.3969/j.issn.1001-5485.2014.12.013

拱坝地基综合变形模量计算的有限元方法

张萍¹,刘德富¹,张波²,张立君³

1.三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002;
2.三峡水力发电厂,湖北宜昌 443133;
3.漳河工程管理局,湖北荆门 448156

收稿日期:2013-07-19 修回日期:2014-12-05 出版日期:2014-12-01 发布日期:2014-12-05
作者简介:张萍(1977-),女,四川新津人,讲师,博士,主要从事水工结构工程方面的教学与研究工作,(电话)13872465360(电子信箱)hopezsmilep@163.com。
基金资助:
三峡大学人才科研启动基金项目(KJ2010B028)

Finite Element Method for Predicting Synthetic Deformation
Modulus and Poisson Ratio of Arch Dam Foundation

ZHANG Ping¹, LIU De-fu¹, ZHANG Bo², ZHANG Li-jun³

1.College of Hydraulic and Environmental Engineering, China Three Gorges University, Yichang443002, China;
2.Three Gorges Hydroelectric Power Station, Yichang 443133, China;
3.Zhanghe Project Management Bureau, Jingmen 448156, China)

Received:2013-07-19 Revised:2014-12-05 Online:2014-12-01 Published:2014-12-05

摘要/Abstract

摘要： 用拱梁分载法进行拱坝应力分析时,需要合理确定各计算高程坝基岩体的变形模量和泊松比,但是坝基岩体通常是由各种不同岩性的岩石构成的,用其中任何一种岩性岩体的变形参数来代替或者对所有岩体变形参数进行简单的平均都是不合理的,因而正确评价坝基的综合变形模量对拱坝应力分析具有十分重要的现实意义。给出了在最小二乘意义下,利用三维有限元计算拱坝坝基综合变形模量和泊松比的一种方法。该方法可以求解由多种不同岩性的岩体、断层以及软弱夹层等构成的复杂岩体结构等效的变形模量和泊松比,并与相关的理论解进行了比较。比较结果表明,利用该方法来计算等效变形模量和泊松比是可行的。最后应用该方法对锦屏一级拱坝地基的综合变形模量和泊松比进行了计算,应用结果表明,在充分考虑各种地质构造和地基处理措施后,采用该方法计算的地基综合变形模量是合理的。

关键词: 综合变形模量, 泊松比, 有限元, 最小二乘法, 锦屏拱坝

Abstract: A reasonable determination of deformation modulus and Poisson ratio of arch dam foundation rock is very necessary for arch-cantilever method in arch stress analysis. Dam foundation is composed of different lithology rock masses, which shows significant mechanical anisotropy, inhomogeneity and discontinuity. Any rock deformation parameter to replace the whole deformation parameters or a simple averaging of all deformation parameters is unreasonable. In the present paper we present a 3-D finite element method for predicting the synthetic deformation modulus and synthetic Poisson ratio of arch dam foundation based on the least squares method. By comparing with theoretical solution, we found this approach is feasible for predicting the synthetic deformation modulus and synthetic Poisson ratio of complex foundation composed of different lithology rock masses, faults and weak interlayers. As an application of this approach, the synthetic deformation modulus and synthetic Poisson ratio of Jinping arch dam foundation are calculated. Results demonstrate that the deformation modulus calculated by this method is reasonable on the premise of considering geological structures and foundation treatments.

Key words: synthetic deformation modulus, Poisson ratio, finite element method, least squares method, Jinping arch dam

中图分类号:

TV642

张萍,刘德富,张波,张立君. 拱坝地基综合变形模量计算的有限元方法[J]. 长江科学院院报, 2014, 31(12): 65-68.

ZHANG Ping, LIU De-fu, ZHANG Bo, ZHANG Li-jun. Finite Element Method for Predicting Synthetic Deformation
Modulus and Poisson Ratio of Arch Dam Foundation[J]. JOURNAL OF YANGTZE RIVER SCIENTIFIC RESEARCH INSTI, 2014, 31(12): 65-68.

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