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《河海大学》 2005年
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心墙坝有效应力与总应力算法的对比研究

颜国卿  
【摘要】:土坝在施工期受力条件是单一的,就是坝体自重。水库蓄水后,土石 坝的应力变形较之施工填筑阶段更为复杂,其计算方法可分为总应力算法 和有效应力算法。总应力算法简便直观,将心墙作为一个大单元仅在宏观 上符合总应力加面力的组合,但在微观上对于心墙具体单元而言却不符合 实际情况;有效应力算法是采用有效应力加渗流力的组合,同时考虑浸润 线以下坝壳和心墙每个单元所受到的浮托力及湿化变形引起的等效结点力 (等效荷载)。因此,不论是在宏观或是微观上,有效应力算法都更趋于合 理,没有总应力算法所存在的缺陷,建议应在土石坝应力变形计算中推广 应用。本文通过对两座不同坝型、两种不同算法的应力变形计算分析,其 结果显示了有效应力算法更为合理。由于本文主要是侧重于两种算法计算 机理的差别研究,因此没有对所有影响坝体应力变形的因素加以考虑,如 “湿化变形”、“应力耦合”等,主要工作有以下几个方面: 1. 在河海大学岩土所编写的TDAD三维有限元计算程序的基础上,对计 算程序进行了修改; 2. 对两座心墙坝进行了二维渗流计算,应用渗流有限元法解出任一蓄 水位稳定渗流时坝体各结点的孔压,得到包括等势线和流线的渗流场,从 而得到各单元的平均水力坡降和单元总渗流力; 3. 利用二维渗流计算结果并应用修改过的TDAD程序分别对两座土坝进 行了基于总应力和有效应力两种算法的二维应力变形计算,并对两种结果 进行了详细的分析比较,最后得出有效应力算法更为合理的结论。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TV641.4

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