亚塑性模型在面板堆石坝应力变形分析中的应用.doc

亚塑性模型在面板堆石坝应力变形分析中的应用通过对几个常见亚塑性模型进行对比分析,发现Wu-Bauer亚塑性模型的更进版本——Wang-Wu亚塑性模型是比较适合应用于面板堆石坝的应力变形分析的。Wang-Wu模型不仅继承了Wu-Bauer模型简洁、易用的特点,同时还大幅地提高了对堆石料工程特性的捕捉能力。需要指出的是该模型与工程中常用的邓肯E-B模型相比,对堆石料的常规三轴曲线的模拟结果更好。根据亚塑性模型的研究惯例,本文的工作可分为校验和应用两大部分,归结为以下三点:1.新的参数:在对Wang-Wu亚塑性模型进行多组三轴试验模拟的基础上,针对该模型的特点,提出了一组新的参数,解决了在不同围压下,同种材料确定的模型参数相差过大的问题,为应用该模型分析实际问题提供了一种办法。2.有限元实现:针对亚塑性模型的切线模量矩阵与应变增量方向相关的特点,提出一套有限元解法,该解法是在弹塑性本构的中点增量法的基础上,增加了对应变增量方向的修正得到的。3.编程及工程应用:在课题组程序CFRD.f的基础上,开发了Wang-Wu亚塑性本构子程序,通过对实际工程例子进行计算,并与工程中广泛运用的邓肯E-B模型的计算结果进行平行对比,以及与部分实测位移值进行对比,验证了本文提出的新的参数及程序是可行的。需要特别说明的是两种模型反映出的面板堆石坝应力变形规律相似,但Wang-Wu亚塑性模型不存在邓肯E-B模型的顺坡向拉应力过大的问题。最后,本文在总结成果的基础,对Wang-Wu亚塑性模型的参数调优和改进方向提出了建议。