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应用有限元法进行工程计算

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:有限元法的优势在于能够模拟坝体和坝基材料的非线性本构关系和复杂的坝基地质条件,能够考虑施工过程、蓄水、渗流和地震作用等荷载工况,可以得到坝体及基础的应力、变形的空间分布和塑性区的发展过程,了解破坏状态区的分布范围,以便找出坝基最危险的部位,并分析破坏的严重程度,有针对性的采取加固措施并分析加固措施的作用。

应用有限元法进行工程计算

有限元法的优势在于能够模拟坝体和坝基材料的非线性本构关系和复杂的坝基地质条件,能够考虑施工过程、蓄水、渗流和地震作用等荷载工况,可以得到坝体及基础的应力、变形的空间分布和塑性区的发展过程,了解破坏状态区的分布范围,以便找出坝基最危险的部位,并分析破坏的严重程度,有针对性的采取加固措施并分析加固措施的作用。

目前有限元分析通常有两种方法来确定坝基抗滑稳定的安全系数:

(1)单纯的弹塑性分析方法:该方法首先通过对工程地质条件的分析和工程经验假定若干可能滑动面,在建立有限元模型时对这些滑动面进行特殊的考虑,通过有限元计算得到区域的应力场,然后依据极限平衡原理确定相应滑动面上的安全系数。(www.xing528.com)

(2)另一种是强度折减法:Zienkiewicz等在1975年首次在土工弹塑性有限元数值分析中提出了抗剪强度折减系数概念,它的含义是在外荷载保持不变的情况下,边坡体所发挥的最大抗剪强度与外荷载在边坡内所产生的实际剪应力之比。由此所确定的强度储备安全系数,与Bishop法所给出的稳定安全系数在概念上是一致的。

(3)超载法:通过不断地增大荷载(如水压力),得到研究区域的应力场、变形场和塑性区,然后根据某物理量或几个物理量的发展特征作为评判指标,来确定坝基抗滑的安全系数,同时也给出滑动面的形状和特征。

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