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《淺論混凝土面板堆石壩應(yīng)力應(yīng)變及面板裂縫成因研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、中國(guó)科學(xué)院研究生院博士學(xué)位論文混凝土面板堆石壩應(yīng)力應(yīng)變及面板裂縫成因研究姓名：羅先啟申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：葛修潤(rùn)20030101摘要本文以國(guó)內(nèi)第一座現(xiàn)代面板堆石試驗(yàn)壩一西北口面板堆石壩和目前世界上最高的面板堆石壩一水布埂面板堆石壩作為研究對(duì)象，分三個(gè)方面對(duì)面板堆石壩的應(yīng)力應(yīng)變特性進(jìn)行研究。這三個(gè)方面分別是混凝土面板堆石壩應(yīng)力應(yīng)變分析基本理論及其應(yīng)用、面板堆石壩力學(xué)性能的非線性預(yù)測(cè)與控制、混凝土面板堆石壩裂縫成因分析。其主要研究?jī)?nèi)容為:Nl討論了堆石體的非線性彈性模型和彈塑性模型。并對(duì)國(guó)內(nèi)普遍采用的沈珠江雙屈服面模型進(jìn)行了詳細(xì)推導(dǎo)。證明沈珠江雙屈服面模型所給出的本
2、構(gòu)關(guān)系中的彈塑性矩陣只有在特定條件下才能成立。而此特定條件通常是不成立的。簡(jiǎn)單介紹了廣義塑性理論。討論了面板堆石壩狀態(tài)非線性問(wèn)題。建立了面板與面板間、面板與趾板問(wèn)、面板與墊層間的接觸問(wèn)題的本構(gòu)模型。給出了面板堆石壩不同計(jì)算模型中各種加卸荷判據(jù)、強(qiáng)度條件。建立了面板堆石壩應(yīng)力應(yīng)變分析的基本理論體系[2l討.i侖了改進(jìn)的予處理共扼斜量法，并將其應(yīng)用到面板堆石壩非線性有限元程序中。給出了模擬面板堆石壩筑壩過(guò)程的有限元迭代格式。對(duì)面板堆石壩非線性有限元分析中卸荷情況下非線性求解的收斂性問(wèn)題、堆石壩逐級(jí)加荷過(guò)程的模擬問(wèn)題、有限元計(jì)算的初始條件、單元破壞后的修正等問(wèn)題進(jìn)行了討論，并提出了處理措
3、施。給出了面板堆石壩非線性有限元程序的設(shè)計(jì)框架，編制了面板堆石壩三維非線性有限元程序。[3】嚴(yán)格按照水布婭面板堆石壩構(gòu)造要求，考慮每層堆石填筑高度，考慮面板三期施工及其所有板間縫和周邊縫，考慮蓄水過(guò)程，采用改進(jìn)PCCG求解器提高計(jì)算速度，從而使計(jì)算規(guī)模大大提高。較好地解決了軟硬接觸帶來(lái)的病態(tài)問(wèn)題和訓(xùn)算速度與精度問(wèn)題。[4]利用改進(jìn)的動(dòng)量一自適應(yīng)學(xué)習(xí)速率調(diào)整算法(BP模型)，采用六個(gè)“4-10-1”模型取代一個(gè)“4-10-6”模型，預(yù)處理的方法是改變變量的記數(shù)方法(同一類變量乘以或除以10的整數(shù)倍)，根據(jù)規(guī)范確定的面版允許撓度對(duì)參數(shù)E的取值進(jìn)行控制，并應(yīng)用E的控制值對(duì)面板堆石壩的變形
4、進(jìn)行預(yù)測(cè)。應(yīng)用遺傳算法與BP網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方.法，以水布婭面板堆石壩的設(shè)計(jì)控制指標(biāo)和面板允許撓度為目標(biāo)，對(duì)面板堆石壩工程的設(shè)計(jì)參數(shù)一干容重rd和壓縮模量E進(jìn)行控制研究。[5】從施工期面板所受荷載的分析人手，詳細(xì)研究了面板在開裂前的彈性溫度應(yīng)力的大小及分布規(guī)律，開裂的條件及開裂后的裂縫分布規(guī)律，并從硅材料及施工過(guò)程出發(fā)，結(jié)合部分實(shí)測(cè)資料，詳細(xì)論述了西北口面板堆石壩混凝土面板的施工質(zhì)量及抗裂能力?；旧吓辶宋鞅笨诿姘逍钏爱a(chǎn)生裂縫的原因，提出了可供其它工程借鑒的防止面板裂縫的措施。關(guān)鍵詞:面板堆石壩、非線性彈性模型和彈塑性模型、沈珠江雙屈服面模型、改進(jìn)的予處理共扼斜量法、面板堆石壩三維
5、非線性有限元程序、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、面板裂縫成因AbstractTheXibeikouConcreteFaceRockfillDam(CFRD)thatisthefirstoneinChinainmoderntimesandtheShuibuyaCFRDthatisthehighestoneintheworldwasselectedasresearchobjects,thisthesisresearchedonstressandstraincharacteristicsofCFRDfromthreeaspects.Thethreeaspectsarethebasictheor
6、yonstressandstrainanalysisanditsapplicationtoCFRD,nonlinearpredictionandcontroltomechanicscapabilityofCFRDandtheanalysisofthecauseofcrackformationofCFRD.Thesearethemainresearchcontents:Firstly,nonlinearelasticmodelandthenonlinearelastic-plasticmodeloffillrockwerediscussed.TheShenzhujiang'stwo-
7、yield-surfacemodelappliedwidelyinChinawasdetailedlydeducedanditwasprovedthattheelastic-plasticmatrixintheconstitutiverelationshipofthemodelexistedundercertainconditionsthatgenerallydidnotexist.Thegeneralizedplastictheorywassimplyintrodu
