ADINA软件在土石坝渗流场计算中的应用
理正软件计算土石坝渗流稳定
用理正软件计算土石坝渗流稳定的方法1渗流计算1在CAD中绘制土石坝横断面图，图中坝坡下的长垫层为基岩，图例中有两种基岩，根据情况有几种画几种，长度为1.5-2倍坝长，注意不能使用镜像。
绘制时要注意并另存为DXF文件（最好存为最低版本即2000）2进行渗流计算打开理正岩土软件，选择渗流分析计算在选工程中选择软件生成结论的存储位置如上例，计算结论存在e盘考博文件中，确认后弹出下图直接点确认即可。
确认后点增，选择系统默认例题，点确认然后自动弹出下图中对话框然后点击左上角的“辅助功能”选择“读入DXF文件自动生成坡面、节点、土层数据”，弹出以下对话框选择已画好的CAD图打开打开后出现如下对话框，在图上双击后可放大图形，放大后可看到起始点编号（起始点在图中用红圈标出，及上游坝坡起始点）。
坡面线段数及坝坡分为几段，无马道土石坝坡面线段数为3，图例中有9条。
弹出以下对话框，在坡面形状中填写正确的上下游水位节点坐标一栏为理正自动生成坐标，不用修改土层定义一栏如下图，图中不同土性区域数为软件自动生成软件同时为不同区域编号，双击图中土石坝图形放大图形可以看到编号（如下附图2）Kx，Ky为土层的x，y向的渗透系数，同一土层两数相等且等于土层渗透系数，对应区号输入渗透系数（渗透系数由地质资料中查找）α值若无资料则都为0计算即可。
附图2面边界条件中，同样双击放大土石坝剖面图可以看到节点编号，顺时针输入计算所需要的坡面信息（即始末节点编号），面边界个数及浸润线可能经过的面，即上游所有水面线以下的坡面加上坝基上表面，下游所有坡面加坝基上表面，如图，蓝色为已知水面线，红色为可能的浸出面.点边界描述项数为2，节点即上下游水面线与坝体的交点，若下游无水则为下游坝脚，取值为0。
计算参数栏为系统默认，不用修改输出结果栏目中，需注意流量计算截面的点数一栏和理正边坡文件接口一栏。
流量计算截面的点数即下游截面所有点和基岩上表面所有点，如本例有5个，且须在右边一栏输入5个节点的坐标，坐标从第二栏节点坐标中查找。
土石坝渗流计算中的有限元应用研究
土石坝渗流计算中的有限元应用研究华静;杨华舒【摘要】分析探讨了有限元法应用于土石坝渗流计算存在的渗流自由面迭代、单元格剖分不当、自由面边界条件转化以及不同材料交界面边界条件渗透系数选取等问题，提出了相应的解决方法。
采用该解决方法，对某堤防工程应用常规有限元软件进行了渗流计算和稳定渗流分析，得到了满意的结果% This paper analyzed the problems exist in fnite element applied in calculations of the earth dam seepage, such as free surface solution, improper cell subdivision, transformation of the free surface boundary conditions, the permeability coeffcient values at the interface of different materials and boundary conditions, and the like, put forward the corresponding solution. The method can be applied for seepage calculation and stable levee seepage analysis through adopting common general fnite element software on an embankment project, and better results were got.【期刊名称】《中国水能及电气化》【年(卷),期】2012(000)007【总页数】4页(P15-18)【关键词】土石坝;渗流计算;有限元【作者】华静;杨华舒【作者单位】红河学院工学院,云南蒙自610000;昆明理工大学电力工程学院,云南昆明650051【正文语种】中文【中图分类】TV139.14目前求解渗流场的方法有数值计算方法、模型试验方法和水力学方法。
基于ADINA的软土坝基沉降分析_杨坪
J o u r n a l o f E n g i n e e r i n g G e o l o g y 工程地质学报 1004-9665/2008/16(4)-0533-06 基于A D I N A的软土坝基沉降分析＊杨 坪①② 杨 军③ 许德鲜④ 肖异智⑤(①同济大学岩土工程重点实验室 上海 200092)(②同济大学地下建筑与工程系 上海 200092)(③广州市市政工程设计研究院 广州 510060)(④西北综合勘察设计研究院 西安 710003)(⑤舟山市水利勘测设计院 舟山 316000)摘 要 为了预测拟建软土坝基的沉降量,弄清软土坝基的沉降规律及孔隙水压力的消散规律,本文采用有限元分析程序,对大坝软土坝基的沉降进行了分析研究。
研究结果表明:大坝的沉降经历了初始沉降、快速沉降和缓慢沉降3个阶段;通过分析,获得了坝基的沉降规律为H i l l模型,孔隙水压力的消散规律为指数衰减E x p d e c2模型,并得出了坝基的沉降量、附加沉降量及水平位移值,为大坝建设和类似坝基沉降预测提供了有价值的参考。
关键词 A d i n a 坝基 沉降 孔隙水压力中图分类号:T U472 文献标识码:AF I N I T EE L E ME N T A N A L Y S I SO FS E T T L E ME N TO FS O F TS O I L F O U N-D A T I O NU N D E RR E S E R V O I RD A MY A N GP i n g①② Y A N GJ u n③ X UD e x i a n④ X I A OY i z h i⑤(①K e y L a b o r a t o r yo f G e o t e c h n i c a l E n g i n e e r i n g,T o n g j i U n i v e r s i t y,S h a n g h a i 200092)(②D e p a r t m e n t o f G e o t e c h n i c a l E n g i n e e r i n g,T o n g j i U n i v e r s i t y,S h a n g h a i 200092)(③G u a n g z h o u M u n i c i p a l E n g i n e e r i n gD e s i g n a n dR e s e a r c hI n s t i t u t e,G u a n g z h o u 510060)(④N o r t h w e s t R e s e a r c hI n s t i t u t e o f E n g i n e e r i n gI n v e s t i g a t i o n s a n dD e s i g n,X i a n 710003)(⑤Z h o u s h a nS u r v e y a n dD e s i g n I n s t i d u t e o f W a t e r C o n s e r v a n c y,Z h o u s h a n 316000)A b s t r a c t I t i s t o p r e d i c t t h e s e t t l e m e n t o f s o f t s o i l f o u n d a t i o n u n d e r r e s e r v o i r d a ma n d t o s t u d y t h e l a wo f s e t t l e-m e n t o f s o f t s o i l f o u n d a t i o n a n d t h e l a wo f d i s s i p a t i o n o f p o r e w a t e r p r e s s u r e.Ap l a n e-s t r a i n F E M m o d e l w a s e s-t a b l i s h e d t o a n a l y z e t h e s e t t l e m e n t o f s o f t s o i l f o u n d a t i o n f o r r e s e r v o i r d a m.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e s e t t l e m e n t o f s o f t s o i l f o u n d a t i o n i n c l u d e d i n i t i a l s t a g e s,q u i c k s t a g e s a n d s l o ws t a g e s.T h e l a w s g o v e r n i n g t h e s e t t l e m e n t a n d t h e d i s s i p a t i o n o f p o r e w a t e r p r e s s u r e c o u l d b e d e s c r i b e d w i t h t h e H i l l m o d e l a n d t h e E x p d e c2m o d e l,r e s p e c t i v e l y.T h e m a x i m u mo f s e t t l e m e n t a n d t h e a d d i t i o n a l s e t t l e m e n t d u e t o d a mm a s s a n d t h e m a x i m u mo f h o r i z o n t a l d i s p l a c e m e n t w e r e o b t a i n e d.T h e r e s u l t s c a n o f f e r a n i m p o r t a n t r e f e r e n c e t o t h e c o n s t r u c t i o n o f d a ma n d t h e s u b s i d e n c e o f s i m i l a r s o f t s o i l f o u n d a t i o n.K e y w o r d s A d i n a,F o u n d a t i o n o f d a m,S e t t l e m e n t,P o r e w a t e r p r e s s u r e＊收稿日期:2007-06-21;收到修改稿日期:2007-09-19.基金项目:上海市博士后科研基金资助项目(05R214145).第一作者简介:杨坪,从事土的工程性质、地基处理等方面的研究.E m a i l:c s u y a n g p@163.c o m1引 言软土是一种高压缩性、含水量大、强度低和透水性差的粘性土,软土地基的沉降是建构筑物经常遇到沉降问题[1～6]。
ADINA软件在土石坝渗流场计算中的应用
率G O 已 知边 界温 c N c ee 两 类已 知边 界条 件 F " ! 度 和已 知边 界热 源密 度 G O _ee 边 界热 源密 度 M
c
若以 渗透 总 水头 f 代 替 式中 的 Y 三 向渗 透 I
c ‘ 系数 gWN 代替 _ 同时 _ g]N g^ 代替 X N X N X I _ I W ] ^ #
R 前言
渗流 是土石 坝的 一个 重要 研究 课题 M 土 石坝 的渗 流 属于 地 下 水流 的 性 质 I 其 流动 性 态 及对 土 石坝 的破 坏现象 和过 程 I 不易 从表 面发 现 I 而 在发 现问 题以 后往往 又难 以补 救 M 根据 土石 坝破 坏的 一些 调 查统 计 资 料看 I 由 渗 流 引 起的 破 坏 占相 当 高的 比例 M 由此 可见 I 渗流 会对 土坝 稳定 产生 严重 的危 害 M 实际工 程中 I 渗 流边 界条 件非 常复杂 I 介 质也 不 单一 I 采 用 通 常水 力 学 近 似解 法 难 以得 到 满意 结果 M 随着 有限 元技 术的 成熟 I 有限 元法 成为 渗流 分 析的 主 要 数值 方 法 I 对 渗 流场 已 经 可以 达 到 比 较 精 确 的 模 拟 了 M JKL <J 软 件 是 美 国 是基于有限元技术的 JKL <JS TK 公 司 的 产 品 I 大型 通 用分 析 仿 真平 台 I 其 广 泛 应用 到 各 个行 业 领 域I 具 有 强 大 的 前N 后 处 理 功 能 和 求 解 器M 在 定义有渗流 JKL <J 软 件 的 温 度 场 计 算 模 块 中 I 材料 I 具有 专门 的渗 流场 模拟 计算 功能 I 能得 出令 人满 意的 结果 M
参考文献_CAE分析大系——ADINA在水利工程中的应用与开发_[共2页]
![参考文献_CAE分析大系——ADINA在水利工程中的应用与开发_[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/75f415116137ee06eef918d7.png)
参 考 文 献[1] 马野，袁志丹，曹金凤．ADINA有限元经典实例分析[M]．北京：机械工业出版社，2012．[2] 岳戈，陈权．ADINA应用基础与实例详解[M]．北京：人民交通出版社，2008．[3] 岳戈．ADINA流体与流固耦合功能的高级应用[M]．北京：人民交通出版社，2010．[4] K. J. Bathe. Finite Element Procedures[M] .London: Prentice Hall, 1996．[5] ADINA Theory and Modeling Guide V olume I: ADINA. ADINA R&D, Inc. 2013．Ⅲ．[6] ADINA Theory and Modeling Guide V olume : ADINA CFD&FSI. ADINA R&D, Inc. 2013[7] ADINA User Interface Command Reference Manual V olume I: ADINA Solids &Structures Model Definition.ADINA R&D, Inc. 2013．[8] ADINA Primer. ADINA R&D, Inc.2013．[9] ADINA Verification Manual. ADINA R&D, Inc.2013．[10] 陈亚南．考虑坝水动力耦合效应的高面板坝地震反应特性研究[D]．南京：河海大学，2014．[11] 孙辉．基于宏观和细观水土动力耦合理论的高土石坝地震反应特性研究[D]．南京：河海大学，2014．[12] 岑威钧，张自齐，袁丽娜，等．库水对高面板堆石坝动力反应的影响[J]．武汉大学学报（工学版）2015,48(4)．[13] 邓同春，岑威钧，董坤明，等．Duncan模型若干修正适用性研究[J]．水利与建筑工程学报，2013,11(3)．[14] 邓同春．基于ADINA的土石料本构模型开发及应用研究[D]．南京：河海大学，2013．[15] M T Manzari, M A Nour. On implicit integration of bounding surface plasticity models[J]. Computers andStructures, 1997, 63(3)．[16] 费康，张建伟．ABAQUS在岩土工程中的应用[M]．北京：中国水利水电出版社，2010．[17] 张卫东，岑威钧．基于ADINA的黏土广义塑性模型二次开发及验证[J]．三峡大学学报（自然科学报），2016,38(6)．[18] 王帅．考虑地基远域能量逸散及地震波斜入射时土石坝地震反应分析研究[D]．南京：河海大学，2012．[19] 袁丽娜．高土石坝地震动输入方法比较及应用研究[D]．南京：河海大学，2015．[20] 岑威钧，袁丽娜，袁翠平，等．地震波斜入射对高面板坝地震反应的影响[J]．地震工程学报，2015,37(4)．[21] 岑威钧，袁丽娜，王帅．非一致地震动输入下高面板坝地震反应特性[J]．水利水运工程学报，2013,(4)．熊，岑威钧，胡清义，等．多途径综合开发商业软件精细求解土石坝结构静动力反应[J]．岩石力学[22] 堃与工程学报，2013,32(1)．[23] 顾淦臣，沈长松，岑威钧．土石坝地震工程学[M]．北京：中国水利水电出版社，2009．。
ADINA在岩土工程中的全面应用--237页
整个施工过程----第四步
整个施工过程动画
整个施工过程中竖直Z方向位移云图动画
整个施工过程中水平Y方向位移云图动画
整个施工过程中最大主压应力云图动画
钢支撑结构的变形图
钢支撑结构的轴力图
钢支撑结构的S方向弯矩图
钢支撑结构的T方向弯矩图
桥台基础施工阶段分析
几何模型示意图
钢管桩
有元模型
K=1.28时总体位移云图
K=1.28时YZ方向应变云图
三维边坡稳定分析
有限元模型
通过命令流进行强度折减
ADINA在水利工程中的应用
、 、
材料模 型
,
丰
在各种 工 程 问题 中得到广 泛应用
、
例如
堤 坝开 挖 及 回填对 土 体 的扰动 问题
。
混 凝土 坝的渗流分 析
、
钢 筋 混凝 土 结构
,
徐变分析 坝体 的强 度 及 稳定 性分析等等
提供 的材料模 式 能够完好真实的模 拟 土 体等材料
,
例 如其 中的混 凝 土 材料模 式不 仅 可 以模 拟混 凝 土
非线性分析功能
触 非线性 等
。
工
能够有 效地 考 虑各 种 非 线性 效应
,
,
包 括 几 何 非线性
,
、
材料非 线性 接
,
、
由于 土 木结构方 面 的材 料非常 复杂
,
包 括 混凝 土 材料
,
钢筋混 凝 土材 料
,
岩石 材料 及
各种 土 体材料 因此 一 般都 需 要进行材料 非 线性 分析 弹性
、
,
分 析 在 线弹性假 定 下 各 种 土 木 结构 在
一 定边 界 条件和载 荷作 用下 的 应 力
。
中用 户 可 以根据 需 要 施 加 各种载荷
,
荷载可 以随时 间和 空 间位置 的变化 而 变化
等
。
即 载荷 可 以是 时间和 空 间 的 函 数
。
如静水 压 力
,
波浪力
可 以根 据实 际 清况 考 虑任 意荷 载工 况 和 荷 载工 况 组 合
、
中 土 体 的骨架材料 可 以是任意 一 种 线性 非 线性材料 或用户 自定义 材
。
,
第二章 ADINA功能简介
第二章 ADINA功能简介一、ADINA用户界面ADINA是一个全集成有限元分析系统，所有分析模块使用统一的前后处理用户界面ADINA User Interface (AUI)，易学易用，采用友好Windows图标风格创建几何模型，实现所有建模和前后处理功能。
其命令流文件Jobname.in自动记录跟踪用户的所有输入数据，用户可以根据需要随意查看、编辑Jobname.in文件达到重建或修改整个模型的目的。
ADINA-AUI的主要特点是：采用Parasolid为核心的实体建模技术，这是许多大型CAD 软件采用地一种几何建模技术，因此可以方便地创建各种复杂的几何模型。
同时，ADINA 提供各种几何数据接口，可以与当前的各种主流CAD软件实行无缝集成（如Unigraphics,SolidWork、SolidEdge、Pro/ENGINEER、I-DEAS、AutoCAD等等），直接利用CAD软件生成的几何模型进行有限元分析计算。
ADINA提供了多种网格划分工具，能对复杂模型进行全自动六面体网格划分，单元大小易于调整。
另外ADINA不但可以与CAD软件实现无缝连接，而且还可以与Nastran等软件交换有限元模型数据。
1 前处理功能：•Windows图标风格•用户可以根据需要添加和减少图标，任意组织界面•可对常用功能操作自定义快捷键•具有Undo和Redo功能•模型动态旋转、缩放和平移•快速方便的布尔运算，快速建立复杂模型•各种加载方式，载荷可以随时间和空间位置而变化•多种网格划分功能，可对复杂模型进行自动六面体网格划分2 后处理功能：•支持各种结果变量可视化处理方法，具有网格变形图、彩色云图、等值线图、矢量图、曲线图及其它实用绘图功能•同一窗口可以显示不同的结果图形•可对模型图进行隐藏、透明显示•屏幕或文件变量数据列表•方便的绘制出模型的任意点任一计算结果参量随时间或其他参量的变化曲线，例如应力－应变曲线、位移－时间曲线、应力－时间曲线等等•可以进行变量运算，从输出变量中定义导出变量•可以对相对结果进行图形显示（如最终时刻相对于t1时刻的变形情况－相对位移，常用于含地应力问题的变形结果处理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第22卷 第1期2006年3月西北水力发电JOURNAL OF NORTH W EST HYD ROEL ECTR I C POW ERV o l.22 N o.1M ar.2006文章编号:167124768(2006)0120039204AD INA软件在土石坝渗流场计算中的应用熊 政,何蕴龙,韩 健(武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072)摘 要:根据基本方程及定解条件的比较分析,将AD I NA软件的温度场模块分析功能应用于渗流场的分析,并采用死活单元技术,通过迭代算法计算自由水面位置(浸润线),解决了实际工程观音岩心墙土石坝渗流稳定问题的求解。
该方法可以解决复杂边界、多种介质的渗流问题,为实际工程设计应用提供强有力的途径。
关键词:土石坝;有限元;AD I NA软件;温度场;渗流场;死活单元;浸润线中图分类号:TV641文献标识码:B1 前言渗流是土石坝的一个重要研究课题。
土石坝的渗流属于地下水流的性质,其流动性态及对土石坝的破坏现象和过程,不易从表面发现,而在发现问题以后往往又难以补救。
根据土石坝破坏的一些调查统计资料看,由渗流引起的破坏占相当高的比例。
由此可见,渗流会对土坝稳定产生严重的危害。
实际工程中,渗流边界条件非常复杂,介质也不单一,采用通常水力学近似解法难以得到满意结果。
随着有限元技术的成熟,有限元法成为渗流分析的主要数值方法,对渗流场已经可以达到比较精确的模拟了。
AD I NA软件是美国AD I NA R&D公司的产品,是基于有限元技术的大型通用分析仿真平台,其广泛应用到各个行业领域,具有强大的前、后处理功能和求解器。
在AD I NA软件的温度场计算模块中,定义有渗流材料,具有专门的渗流场模拟计算功能,能得出令人满意的结果。
2 计算原理AD I NA理论手册给出温度场的控制分析方程为:55x k x5Η5x+55y k y5Η5y+55z k z5Η5z+q B=0(1)边界条件满足:Η S1=Η(2)k n5Η5n S2=q S(3)式中 Η——温度; k x、k y、k z——为介质三向热传导率; q B——域内热源密度(即单位体积热生成率); S1、S2——两类已知边界条件(已知边界温度和已知边界热源密度); q S——边界热源密度。
若以渗透总水头H代替式中的Η,三向渗透系数K x、K y、K z代替k x、k y、k z,q0代替q S,同时q B 取为零,则上式变成:55x K x5H5x+55y K y5H5y+55z K z5H5z=0(4)收稿日期:2005210224作者简介:熊政(19802),男,湖北广水人,武汉大学在读硕士生。
边界条件满足:H #1=H(5)K n 5H5n #2=q0(6)这是我们熟知的渗流基本微分方程和两类渗流边界条件(已知水头边界和已知流量边界)。
比较式(1)、(2)、(3)和式(4)、(5)、(6)可见,土体渗流问题是温度场问题的一种特殊形式。
只需将温度场介质换成土体介质、热传导率换成土体渗透系数、温度换成渗流总水头,同时取域内热源密度为零,边界条件相应地变为已知水头分布和渗透流速分布,就可以用AD I NA软件进行渗流场的计算了。
3 应用分析方法土石坝渗流问题实际上是存在自由面的无压渗流问题。
自由面的位置需要反复的迭代来确定,故属于边界非线性问题。
采用有限单元法求解无压渗流场时,通常有变网格法和固定网格法两种。
变网格法是将自由面作为可变动边界,在每一步迭代计算中需重新形成渗透矩阵,特别是当初始渗流自由面和最终稳定渗流自由面位置相差较大时,会使计算单元发生畸变,因而需对计算区域重新进行单元剖分;在实际应用上,变网格法难以处理渗透介质水平分层复杂的情形,尤其是在渗流场与应力场耦合分析中,更显变网格法的局限性。
因此,在无压渗流场分析中,都倾向于采用固定网格法。
网格固定法顾名思义是将网格固定,只是在自由面的位置对网格进行调整,然后按给定边界条件进行渗流计算,根据计算结果调整自由面的位置,反复试算调整直到两次计算自由面差值小于给定误差限。
本文采用AD I NA提供的生死单元技术,首先假定自由面位置,直接将处于自由面上部的单元网格“杀死”,只“激活”处于自由面以下的单元网格,然后施加相应边界条件进行分析;并根据计算结果调整单元的死活,相应修正边界条件后重新计算直到达到计算精度。
要想得出计算精度高且光滑的自由面,网格划分必须足够密。
4 应用算例按照以上的思路和方法,运用AD I NA软件中的温度场,对如图1所示的均质矩形土坝稳定渗流问题进行计算,上游水头为6m,下游水头为1m,坝体宽度为4m。
单元采用平面22D conduc2 ti on四节点单元形式划分,如图2。
计算后的渗流场如图3、图4。
图中均清晰地显示出了求出的渗流自由面位置。
表1中列举了渗流自由面上典型点位置和通过甘油模型试验得出的渗流自由面典型位置两者间的比较。
从表中看,两者的计算结果基本一致,最大误差只有1.6%,说明了该方法的准确和可靠性。
图1 矩形坝断面图(单位:m)图2 网格剖分图图3 矩形坝渗流自由面(单位:m)04西北水力发电第22卷图4 矩形坝渗透流速分布图表1 典型点位置水头对比单位:m典型点试验值计算值误差(%)A 5.635.6370.12B 5.105.0920.15C 4.384.3860.14D3.253.3021.605 计算实例采用上述计算方法,运用相关参数,针对金沙江观音岩水库混合坝侧墙式方案中土石心墙坝部分的结构断面进行了渗流场计算和分析。
5.1 工程概况观音岩水电站位于云南省丽江地区华坪县与四川省攀枝花市的界河塘坝河口附近,为金沙江中游河段规划的八个梯级电站的最末一个梯级,上游与鲁地拉水电站相衔接。
心墙堆石坝:坝顶高程1141m ,最大坝高91m ,坝轴线方位角为SE 105°。
上下游均按1∶1.7放坡。
心墙堆石坝心墙顶宽为6m ,包括两层反滤层,厚度均为3m ,帷幕平均厚度为3m(见图5)。
图5 大坝横剖面分区图(单位:m )5.2 计算参数和条件根据地质勘测的资料,大坝各部分参数为:心墙的渗透系数为5.38×10-7c m s ,反滤料 的渗透系数为3.37×10-3c m s ,反滤料 的渗透系数为9.07×10-1c m s ,坝壳料的渗透系数为3.62×10-2c m s ,地基取两层,范围取到3L u 线不透水层位置,折算其渗透系数为1×10-4c m s ,上层弱风化层渗透系数为1×10-3c m s ,灌浆帷幕的渗透系数为2×10-5c m s 。
5.3 大坝有限元计算本文计算校核洪水位下心墙坝的渗流场情况,上游水位1137.64m ,下游无水情况。
水位高及所计算水头值以地基(高程为1100.00m )为基准。
大坝有限元如图6。
计算结果如图7～9所示,分别给出了浸润线、等势线图和渗透流速分布,采用AD I NA 提供的彩色云图及矢量方式表示,可以更加直观地观察渗流场情况,也可以通过列表给出确切计算结果,为即将开工的观音岩混合坝工程设计提供了强有力的依据。
例如浸润线位置可以用于土坝结构计算,渗流速度分布用于土坝防渗设计,也可以图6 大坝有限元网格图图7 大坝横断面等势线图(单位:m )14第1期熊 政,等 AD I NA 软件在土石坝渗流场计算中的应用计算出土坝渗流流量。
从图7～9中可以看出,用AD I NA 温度场模块计算出来渗流场的浸润线、等势线、流速分布总体上是符合一般心墙堆石坝渗流场规律的,可以通过具体的列表数值,如坡降、水头、流速等,用于为工程设计服务是可以令人满意的。
图8 大坝横断面渗透流速分布图(单位:m s)图9 大坝横断面渗透压力等值线图(单位:Pa )6 结语上述计算实例表明,采用AD I NA 温度场中的渗流计算分析模块功能进行土坝渗流计算是可行有效的,死活单元技术能够解决浸润线位置计算问题,通过浸润线的确定可以用于计算分析堆石坝的防渗设计和稳定安全情况,从而为工程应用提供了有效的解决方案。
利用AD I NA 强大的前后处理功能能够为工程应用提供极大的便利,能够在解决复杂边界、多种介质的复杂渗流问题中取得令人满意的效果。
本工程实例计算部分就为云南金沙江观音岩水电工程项目提供了可靠的依据。
参考文献:[1] AD I NA T heo ry and M odeling Gu ide V o lum e :AD I NA 2T [K ].AD I NA R &D ,2003.[2] 周创兵,熊文林,梁业国.求解无压渗流的一种新方法[J ].水动力学研究与发展,1996,(5):5282534.[3] 陈洪凯,等.渗流自由面求解的基本方法、修正及应用[J ].重庆交通学院学报,1997,(3):5210.[4] 朱军,刘光廷.改进的单元渗透矩阵调整法求解无压渗流场[J ].水利学报,2001,(8):49252.[5] 杜延龄,许国安.渗流分析的有限元法和电网络法[M ].北京:水利电力出版社,1992.[6] 黄蔚,等.三维无压渗流场的有限元算法研究[J ].水利学报,2001,(6):33236.[7] 王宏硕,翁情达.水工建筑物专题部分[M ].北京:水利电力出版社,1990.Appl ica tion of AD INA i n the Earth Dam Seepage Flow Stab il ity Com puta tionX I ON G Zheng ,H E Yun 2long ,HAN J ian(State Key labo rato ry of W ater R esou rces and H ydropow er Engineering Science ,W uhan U n iversity ,W uhan 430072,Ch ina )Abstract :A cco rding to com p arison of the fundam en tal equati on s and boundary conditi on s ,the AD I NA functi on of tem p eratu re field analysis is app lied to the of seep age flow field ,the elem en t b irth o r death techn ique w ith overlap m ethod is adop ted to calcu late the free w ater su rface site (satu rati on line ),in o rder to so lve the p rob lem of Guan Y in Yan Earth dam seep age flow stab ility .T h is m ethod can so lve the seep age flow p rob lem of com p lex boundaries and m edium s.Key words :earth dam ;fin ite elem en t ;AD I NA softw are ;tem p eratu re field ;seep age flow field ;ele 2m en t b irth o r death ;satu rati on line24西北水力发电第22卷。