1. 問題描述

某心墻堆石壩高100m，壩頂寬10m，壩頂長300m，上、下游坡比1:2；心墻頂寬6m，心墻的坡比為1:0.2.大把的平面圖如圖1所示，x軸指向下游，y軸指向左岸，z軸向上。大壩左右對稱，控制截面有2個，形狀如圖2所示。

                                                                      圖1   大壩平面圖

                                                                     圖2    大壩控制截面

    2.材料屬性

材料              彈性模量/MPa              泊松比

堆石                 100                             0.3

心墻                  20                             0.33

   3.載荷、邊界

          選擇整個大壩作為載荷施加區域，在分量3，即z向填入-20kpa，代表豎向體力載荷向下，如圖3所示。

 

                                                                       圖3   大壩體力載荷

              約束模型底部x、y、z 3個方向的位移，約束左、右兩岸壩軸線方向（y向的位移），如圖4。

        

                                                                      a）  模型底部約束

                                                                       b）  y向約束

                                                                 圖4  大壩邊界條件

      4. 網格劃分

       單元類型選擇C3D8R，全局種子密度設為5，網格如圖5所示。

                                                               圖5   大壩有限元網格劃分

    5. 結果分析與結論

     （1） 由圖6可見，大壩應力分布有較好的規律：離開壩面距離越遠，應力值越高。

     （2）由于壩殼和心墻的模量差異，小主應力等值線（巖土工程中的大主應力）在心墻和壩殼之間呈駝峰狀分布，即出現了“拱效應”。

    （3）豎向位移心墻處較大，兩側較小。

    

                                  

                                                            圖6   結果云圖

附：

計算機性能：

計算耗時：