基于等效体积单元方法的空心坝工作特性有限元分析

作者：俞昊捷^*; 沈振中; 徐力群; 张宏伟

来源：三峡大学学报(自然科学版), 2019, 41(04): 16-50.

DOI：10.13393/j.cnki.issn.1672-948x.2019.04.004

• 等效体积单元
• 红旗渠
• 空心坝
• 浆砌石坝
• 涵洞
• 工作特性
• 有限元法

红旗渠空心坝坝身可调节河道内过水,坝腹涵洞可运输渠水,该结构有效解决了当地水道立交的问题.由于空心坝结构特殊,对空心坝工作性态的研究分析非常少.本文对浆砌石等效体积单元(RVE)进行了单轴抗压、单轴抗拉以及纯剪有限元模拟,得到浆砌石等效体积单元的单轴抗压、单轴抗拉和纯剪应力-应变曲线,并得到相应极限强度值和对应的峰值应变值.同时基于均质化理论对红旗渠空心坝进行三维有限元模拟,计算了空心坝在正常运行工况、校核工况和地震工况下的工作特性.根据数值模拟结果可得,在地震工况下,典型截面第一主应力最大值为95.21 kPa,最大变形值为0.325 mm;在校核工况下,典型截面第三主应力最小值为-603.90 kPa.红旗渠空心坝在3种工况下,其坝体结构满足强度安全要求,可为将来设计、施工同类型水工结构提供参考.

• 单位
  河海大学; 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室