面板堆石壩接縫數(shù)值模擬研究.pdf

1、混凝土面板堆石壩是指以堆石體為支承結(jié)構(gòu)，在堆石上游表面設(shè)置混凝土面板作為防滲結(jié)構(gòu)的堆石壩。由于其安全性良好、適應(yīng)性強(qiáng)、工期短和造價(jià)低等特點(diǎn)，面板堆石壩在工程中廣為使用。為了合理分析面板的應(yīng)力應(yīng)變特性，需要在計(jì)算中反映面板接縫的特點(diǎn)。但是現(xiàn)在的一些專業(yè)程序在計(jì)算面板接縫應(yīng)力應(yīng)變特性時(shí)存在以下幾個(gè)弱點(diǎn):首先是一般軟件的前后處理功能不甚理想，數(shù)據(jù)的加工處理工作較為繁瑣復(fù)雜，其次非線性求解的程序語言不夠優(yōu)化，效率較低，計(jì)算費(fèi)時(shí)。最后這些軟件處理

2、復(fù)雜邊界、荷載條件的能力較弱。有限元軟件ABAQUS雖然功能強(qiáng)大但是缺少計(jì)算面板接縫的模型，所以本文利用ABAQUS提供的二次開發(fā)平臺，開發(fā)了無厚度接縫單元，從而實(shí)現(xiàn)了對面板接縫的模擬。具體工作總結(jié)如下:
　　(1)分析總結(jié)了面板接縫模型的研究現(xiàn)狀，指出面板接縫可采用與接觸面相同的無厚度單元進(jìn)行模擬，明確了本文的研究目標(biāo)。
　　(2)基于有限元軟件ABAQUS的二次開發(fā)平臺，建立二、三維無厚度單元的開發(fā)方法，給出了考慮坐標(biāo)轉(zhuǎn)

3、化的剛度矩陣和節(jié)點(diǎn)力的表達(dá)方式。編寫了相應(yīng)的用戶自定義單元UEL子程序，在ABAQUS中實(shí)現(xiàn)了對面板接縫的模擬，從而可充分利用ABAQUS前后處理方便、計(jì)算精度高和模擬復(fù)雜問題能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
　　(3)對所開發(fā)的接縫單元進(jìn)行了算例驗(yàn)證，并與理論解答進(jìn)行了對比驗(yàn)證。結(jié)果表明，所開發(fā)的單元能反映接縫拉、壓及剪切變形特性，可夠模擬任意方向的接縫，能模擬接縫力與位移間的非線性關(guān)系。
　　(4)利用所開發(fā)的面板接縫單元，對某抽水蓄能電