土石壩施工質(zhì)量監(jiān)控的離散單元法分析.pdf

1、目前，對(duì)土石壩施工質(zhì)量的監(jiān)控基本上是以碾壓后的土體密度或壓實(shí)度作為控制指標(biāo)。雖然此法簡(jiǎn)單，但是操作起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。另外目前應(yīng)用數(shù)值方法從理論上對(duì)土體的壓實(shí)度進(jìn)行研究還鮮有文獻(xiàn)可查，這主要是因?yàn)橥潦瘔蔚奶盍鲜且环N離散介質(zhì)結(jié)構(gòu)，其力學(xué)行為受到諸多外部因素的影響，而且還有受其形狀、塊體之間的相互約束和作用等因素影響，這些是連續(xù)機(jī)理方法難以模擬分析的。而離散單元法是一種分析不連續(xù)結(jié)構(gòu)即離散介質(zhì)的數(shù)值方法，可以用來(lái)模擬土石體的力學(xué)行為。 本

2、文基于二維圓盤(pán)剛性離散單元法的基本原理，編制了相應(yīng)的計(jì)算分析程序(DEM2D)，并對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了分析和研究，通過(guò)算例驗(yàn)證了DEM2D程序的正確性，最后用該程序?qū)ν馏w的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性進(jìn)行了模擬分析。 二維圓盤(pán)剛性離散元的生成方式有多種，主要是基于蒙特卡洛法隨機(jī)生成，并且可以對(duì)區(qū)域內(nèi)的單元的大小、位置、級(jí)配和孔隙率進(jìn)行參數(shù)控制；在程序中，可以對(duì)單元施加初始速度或外荷載，二者均是以x，y方向施加到單元的形心上；采用動(dòng)態(tài)松弛法求解靜力或

3、動(dòng)力作用的瞬態(tài)位移場(chǎng)、速度場(chǎng)、加速度場(chǎng)和單元之間的接觸作用力，并以AutoCAD圖形或文本文件輸出。 本文首次應(yīng)用離散單元法對(duì)土石壩的土體壓實(shí)度與其彈性模量之間的關(guān)系進(jìn)行了模擬分析。該計(jì)算模型和方法可以動(dòng)態(tài)地模擬便攜式落錘彎沉儀(PortableFalling Weight Deflector 簡(jiǎn)稱(chēng)PFWD)測(cè)定土體彈性模量的工作方式。模擬的結(jié)果顯示土體的壓實(shí)度與模量之間具有良好的相關(guān)性，并且與試驗(yàn)及便攜式彎沉儀實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)保持一