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構，在堆石上游表面設置混凝土面板作為防滲結構的堆石壩。由于其安全性良好、適應性強、工期短和造價低等特點，面板堆石壩在工程中廣為使用。為了合理分析面板的應力應變特性，需要在計算中反映面板接縫的特點。但是現(xiàn)在的一些專業(yè)程序在計算面板接縫應力應變特性時存在以下幾個弱點: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雜，其次非線性求解的程序語言不夠優(yōu)化，效率較低，計算費時。最后這些軟件處理

2、復雜邊界、荷載條件的能力較弱。有限元軟件ABAQUS雖然功能強大但是缺少計算面板接縫的模型，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，從而實現(xiàn)了對面板接縫的模擬。具體工作總結如下:
　　(1)分析總結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行模擬，明確了本文的研究目標。
　　(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，給出了考慮坐標轉

3、化的剛度矩陣和節(jié)點力的表達方式。編寫了相應的用戶自定義單元UEL子程序，在ABAQUS中實現(xiàn)了對面板接縫的模擬，從而可充分利用ABAQUS前后處理方便、計算精度高和模擬復雜問題能力強的優(yōu)點。
　　(3)對所開發(fā)的接縫單元進行了算例驗證，并與理論解答進行了對比驗證。結果表明，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系。
　　(4)利用所開發(fā)的面板接縫單元，對某抽水蓄能電