《基於多尺度損傷模型的堆石壩動力分析方法及試驗驗證》是依託中國農業大學，由袁林娟擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於多尺度損傷模型的堆石壩動力分析方法及試驗驗證
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：袁林娟
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在高烈度地震區修建高堆石壩，其抗震安全性是關鍵技術難題之一。目前工程上常用的等效線性分析方法以及基於連續理論的巨觀損傷模型無法準確描述堆石從細微損傷到破壞的全過程。細觀方法雖然可以較好的模擬其損傷破壞過程，但由於細觀單元和結點的數量過於龐大，故難以在工程實踐中得到套用。多尺度方法可以很好的解決這個矛盾。因此，本研究擬將統計損傷理論引入離散元，構造堆石料細觀損傷本構模型；壩體分區域離散，壩頂部分採用顆粒離散元方法，壩身採用有限元方法，建立基於一致多尺度的離散元-有限元耦合方法，並開發堆石壩的多尺度損傷動力分析程式；利用動三軸試驗和大型振動台模型試驗結果驗證損傷模型和程式，探討多尺度計算格線的敏感性；然後利用原型壩分析比較心牆堆石壩和面板堆石壩在地震作用下的損傷破壞特徵，分析和揭示其震災機理，提出合理的抗震減災措施，為高土石壩抗震設計及安全評價提供科學依據和參考。
結題摘要
本項目針對土石壩和邊坡的安全穩定問題，開展了堆石損傷和邊坡大變形的研究。主要的研究進展有：（1）建立了堆石體基於統計損傷理論的鄧肯-張修正模型，該模型在傳統鄧肯張模型基礎上，結合了統計損傷理論。與傳統鄧肯-張模型、統計損傷模型、彈塑性模型及試驗結果相比較，其形式簡單，參數少，且能反映堆石料損傷軟化的全過程；（2）在Abaqus平台上開發了鄧肯-張統計損傷模型程式，並通過模擬三軸壓縮試驗對該程式進行了驗證；（3）分析了模型參數的敏感性，討論了在不同壩高、壩坡情況下，堆石體損傷對應力位移的影響，分析可知壩高對損傷變數的影響較大，從設計偏於安全考慮，壩高大於250m時需要計入堆石料的損傷對壩體沉降的影響，並以糯扎渡工程為例進行了壩體應力變形分析；（4）考慮到有限元法計算結構大變形的局限性，建立了隱式物質點方法，在開源的顯式物質點法程式的基礎上開發了靜動力計算程式，程式中加入了鄧肯張模型和等效線性模型，更適用於岩土工程靜動力分析，並利用振動台模型試驗對程式進行了驗證；（5）利用物質點法分析了某水電站的邊坡穩定問題，並討論了邊坡穩定對廠房的影響，進而提出了邊坡加固措施。(6) 在本項目資助下，已發表論文4篇，其中1篇待刊，培養研究生4名。
