公伯峡面板堆石坝三维静动力耦合非线性分析

"面板堆石坝三维耦合非线性数值计算 (2004年) - 张社荣，何辉 - 天津大学学报 - TV641 - A类文献 - 文章编号0493-2137(2004)10-0886-05" 这篇2004年的学术论文由张社荣和何辉共同撰写，发表在《天津大学学报》上，主要研究了面板堆石坝的三维静态-动态非线性耦合数值计算方法。文章重点探讨了如何通过发展堆石料的静动力耦合模型，建立一种新的三维有限元分析技术。这种方法的一大创新之处在于能够在加载过程中的每个时间步长实现外部荷载和位移的平衡迭代，从而能够一次性模拟堆石坝从施工到蓄水再到地震等渐进加载的全过程。 在论文中，作者们应用这一方法对公伯峡面板堆石坝进行了全生命周期的数值计算。计算结果显示，坝体的最大沉降达到了98.7厘米，而面板在地震作用下的峰值动拉应力为5.36兆帕。这些数值对于理解和评估坝体的稳定性和安全性至关重要，同时也表明这种新的计算方法能够提供更接近实际工况的静动态响应结果。 关键词“公伯峡”指的是研究的具体案例，即公伯峡面板堆石坝，这是一种常见的大型水利工程结构，其稳定性和安全性能直接影响到水库的运行和周围环境的安全。“面板堆石坝”是本文的核心研究对象，通常由混凝土面板和堆石体组成，面板起到防渗和承受水压力的作用，堆石体则作为主要的承重结构。 “静动力耦合模型”是指考虑了坝体在静荷载（如自重、水压力）和动荷载（如地震）共同作用下的响应，这种模型更全面地反映了坝体的真实行为。“有限元法”是本文采用的数值分析工具，通过将复杂结构划分为许多简单的元素，然后求解每个元素的受力状态，最终整合得出整体结构的响应。 这篇论文的贡献在于提供了一种更为精确的面板堆石坝分析方法，对于未来此类大坝的设计、建设和安全评估具有重要的理论与实践价值。通过三维非线性耦合计算，可以更准确地预测坝体在各种复杂条件下的变形和应力分布，有助于优化工程设计并提高安全性。