• 一种适用于高拱坝谷幅变形的数值模拟方法

    • 摘要:

      本发明公开了一种适用于高拱坝谷幅变形的数值模拟方法,首先获取坝区地层信息,确定地形地貌及岩层分布信息,建立坝区几何模型;其次对非连续的结构面建立嵌入式离散裂缝模型,并采用正交网格对几何模型进行网格划分;然后对蓄水过程线进行分段线性拟合,确定水荷载的动态施加过程;在考虑水对岩体材料的劣化效应的基础上对软弱结构面的物理力学参数进行修正;最后,对蓄水过程进行嵌入式离散裂缝和扩展有限元模型的联合求解,实现对蓄水期高拱坝谷幅变形的模拟.本发明在网格剖分时不必考虑断层以及错动带的形态,使得网格剖分时的复杂程度大大降低;其次,可以有效的从结构面变形的角度模拟蓄水期高拱坝谷幅变形的产生.

    • 专利类型:

      发明专利

    • 申请/专利号:

      CN202010547285.6

    • 申请日期:

      2020.06.16

    • 公开/公告号:

      CN111797443A

    • 公开/公告日:

      2020-10-20

    • 发明人:

      徐卫亚 程志超 孟庆祥 闫龙 王环玲 刘士奇

    • 申请人:

      河海大学

    • 主分类号:

      G06F30/10(2020.01),G,G06,G06F,G06F30

    • 分类号:

      G06F30/10(2020.01),G06F30/23(2020.01),G06F111/10(2020.01),G06F113/08(2020.01),G06F119/14(2020.01),G,G06,G06F,G06F30,G06F111,G06F113,G06F119,G06F30/10,G06F30/23,G06F111/10,G06F113/08,G06F119/14

    • 主权项:

      1.一种适用于高拱坝谷幅变形的数值模拟方法,其特征在于,包括如下步骤: (1)获取坝区地层信息,确定地形地貌及岩层分布信息,建立坝区几何模型; (2)对非连续的结构面建立嵌入式离散裂缝模型,并采用正交网格对几何模型进行网格划分; (3)对蓄水过程线进行分段线性拟合,确定水荷载的动态施加过程;在考虑水对岩体材料的劣化效应的基础上对软弱结构面的物理力学参数进行修正; (4)对蓄水过程进行嵌入式离散裂缝和扩展有限元模型的联合求解,实现对蓄水期高拱坝谷幅变形的模拟. 2.根据权利要求1所述的一种适用于高拱坝谷幅变形的数值模拟方法,其特征在于,步骤(1)包括如下内容: (1.1)所述岩层分布信息包括断层、层间及层内错动带的分布情况; (1.2)根据工程实际地质报告,获取地层的物理力学参数. 3.根据权利要求1或2所述的一种适用于高拱坝谷幅变形的数值模拟方法,其特征在于,步骤(2)具体包括如下内容: (2.1)所述非连续的结构面包括断层、层间及层内错动带; (2.2)对断层、层间、层内错动带采用嵌入式离散裂缝模型,表征结构面对渗流场和应力场的影响; (2.3)根据几何模型区域的大小,确定各方向的网格尺寸和数量,采用正交网格对几何模型进行剖分,实现对计算区域的空间离散. 4.根据权利要求1所述的一种适用于高拱坝谷幅变形的数值模拟方法,其特征在于,步骤(3)中,所述软弱结构面包括断层、层间及层内错动带. 5.根据权利要求1所述的一种适用于高拱坝谷幅变形的数值模拟方法,其特征在于,所述步骤4具体包括如下内容: (4.1)采用有限体积法计算渗流方程,进行渗流情况的真实模拟; (4.2)根据边界载荷和位移的连续性条件,实现嵌入式离散裂缝模型和扩展有限元模型的耦合; (4.3)采用扩展有限元方法对岩体变形进行水岩耦合计算,表征计算区域内的位移间断特性,实现蓄水期高拱坝谷幅变形的模拟过程. 6.根据权利要求5所述的一种适用于高拱坝谷幅变形的数值模拟方法,其特征在于:所述渗流情况包括基质渗流和裂隙渗流.