復合土工膜面板堆石壩應力應變計算

   復合土工膜面板堆石壩是一種新壩型，其防滲體的設計、施工和質量控制是該類壩型的技術關鍵。而壩體的應力應變計算同樣重要。
    復合土工膜面板堆石壩是水工結構中的重要壩型之一，壩主體由堆石或礫石組成，起支承作用，其上游面設置復合土工膜面板起防滲作用。復合土工膜面板堆石壩因其具有的眾多優點而受到廣泛關注，特別在近年來發展較快、應用較廣，逐漸成為有較強競爭力和發展前景的壩型。復合土工膜面板堆石壩的主要問題是壩體變形以及隨之而來的接縫損壞而導致的滲漏。因此，壩體變形問題己成為復合土工膜面板堆石壩設計的核心問題。本文運用大型有限元計算分析軟件ADINA進行三維非線性有限元計算，分析了復合土工膜面板堆石壩的應力應變特點。

    首先分析了堆石體的物理力學特性，對堆石體的本構模型進行了討論，確定了有限單元模型中的單元類型以及接觸單元的型式。根據現場實驗數據和已有的研究成果，選取鄧肯一張非線性本構模型表征堆石體的應力應變特性，并且確定了堆石料的材料參數。采用ADINA提供的生死單元功能模擬施工過程。
    模擬了在不同蓄水位條件下，復合土工膜面板以及壩體的應力與變形。建立了面板和堆石體之間的接觸模型，采用ADINA提供的接觸單元模擬。并對復合土工膜面板堆石壩進行了參數敏感性分析，總結出了材料參數對應力以及位移的影響的重要性。
    復合土工膜作為一種新型防滲材料，在土石壩工程中已得到了廣泛的應用。但關于復合土工膜的防滲機理及防滲效果還缺乏系統的理論研究，本文結合復合土工膜的防滲特性和機理，用有限元法對復合土工膜防滲土石壩進行滲流分析。計算結果表明，土石壩鋪設復合土工膜后，改善了滲流情況提高了蓄水能力。