拱坝整体稳定的物理模型和数学模型研究

【摘要】： 拱坝坝基稳定问题一直是拱坝设计和分析中关注的重要课题。本文结合牛头山水电站的具体工程，应用模型试验理论和有限元技术，对牛头山双曲拱坝进行了物理模型试验和数学建模分析，综合研究了拱坝的整体稳定问题，得出了一些有益的结论和建议。具体内容如下： 1．系统总结了拱坝坝基稳定的研究方法，对比了各种方法的优缺点，并指出物模和数模相结合在分析这一课题上的优势。 2．论述了物理模型(地质力学模型试验法)和数学模型(有限元建模法)的基本原理与方法，并讨论了各自的优缺点。 3．结合牛头山拱坝坝肩坝基的地形、地质特征，以及对稳定起控制作用的层间、层内断层的分布状况，建立了三维地质力学模型，运用超载法对整体模型进行了破坏试验。 4．研究了拱坝非线性有限元仿真分析的原理与方法，对利用ANSYS进行有限元建模的过程以及具体的实现方法做了探讨，并对ANSYS中建立的数学模型进行了有限元分析。 5．将模型试验与有限元计算结果进行综合对比分析，得出了一些有益的结论和建议。