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混凝土面板堆石坝日益受到青睐,然而,在混凝土面板堆石坝的运行实践中,堆石的蠕变现象比较明显,由此对坝体特别是对面板的应力和变形的影响也比较显著。目前,面板堆石坝中有关蠕变的工作开展的较少。本文结合拟建的下六甲混凝土面板堆石坝的工程实例,在综合阐述堆石体的本构模型和面板堆石坝非线性有限元基本原理的基础上,运用数学、力学和坝工理论研究堆石的蠕变,对几种蠕变的模型进行了比较分析,并对它们的实际应用作出综合评价。 归纳起来本文的主要工作如下: 1.综述了目前土石坝有限元分析中常用的本构模型并作了比较。为了合理地预测面板堆石坝的应力变形特性,对堆石料常用的两种本构模型,从理论与实践应用方面进行了评述与分析,选用广义邓肯E-B模型对面板堆石坝进行应力应变分析。 2.结合拟建的六甲面板堆石坝工程实例,对该坝进行三维非线性有限元分析,计算研究了坝体应力和变形。对坝体的工作性态做出了客观明确的评价,为下六甲坝的设计提供了依据。 3.参数灵敏度分析是工程实践中解决多参数辨识问题的一个主要方法,本文在进行三维有限元分析的基础上,进行了参数灵敏度分析。得出了一些有用的结论,为下六甲面板堆石坝多参数辨识问题提供了依据。 4.从土石料的流变性质出发,阐述了几个流变模型。在此基础上推得在三维情形的MerChant模型本构方程及有限元解。最后用该模型对下六甲面板堆石坝作了三维有限元蠕变分析,得到坝体在不同时期的应力及变形规律,预测了坝体长期的工作性态。从而得到一些有意义的结论。