考慮各向異性的土石壩應(yīng)力變形分析.pdf

1、各向異性是土體的重要特性，也是土體材料不同于金屬等材料的一個典型特性。隨著土石壩工程高度的增加，各向異性特性對壩體的應(yīng)力變形影響也越來越大。如何正確地在土體本構(gòu)關(guān)系中模擬和反映各向異性影響，建立反映這種特性的工程計算方法，對巖土工程實踐有著重要的意義。 本文首先介紹了各向異性的基本理論，詳細地闡述了土體各向異性的發(fā)展?fàn)顩r；其次，對土體柔度矩陣進行推導(dǎo)，解析了各向異性等柔度矩陣的變化過程；最后，在前人試驗的基礎(chǔ)上，總結(jié)土體柔度矩陣

2、的一般規(guī)律和各向異性應(yīng)力變形規(guī)律，為建立橫觀各向同性計算方法和各向異性計算方法奠定了理論基礎(chǔ)。 基于對土石壩橫觀各向同性特點的考慮，在經(jīng)典非線性彈性模型--鄧肯E-B模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合前人三軸試驗數(shù)據(jù)，本文提出一種橫觀各向同性柔度矩陣的修改方法，并在此基礎(chǔ)上編寫了橫觀各向同性有限元計算程序。最后以某心墻堆石壩為背景進行應(yīng)力變形分析，并與常規(guī)鄧肯模型計算結(jié)果和現(xiàn)有的實測資料進行比較，結(jié)果表明，修改的橫觀各向同性計算方法對于壩體水平

3、位移(填筑期)、豎向位移、小主應(yīng)力等方面的計算更為精確，初步驗證了橫觀各向同性計算方法的可靠性和有效性。 考慮到土體各向異性特性以及橫觀各向同性計算方法的不完善，本文從柔度矩陣的角度進行分析，對土體各向異性的計算方法進行嘗試，建立了一種近似表達土體各向異性的計算方案并編寫成有限元計算程序。通過對某心墻堆石壩的應(yīng)力變形分析，結(jié)果表明，修改的各向異性計算程序計算結(jié)果的圖形分布和數(shù)值范圍均與實測資料基本相符，較好的反映了壩體的應(yīng)力變形