分析设置

软件提供面板堆石坝的静力/拟静力分析”功能。用于评估面板堆石坝在不同载荷下的“位移”和“应力”水平。

为完成计算,用户应定义必需的“材料”和“载荷”。

材料

静力/拟静力分析”需定义“力学材料系数”,具体分为:

  • 坝体
  • 面板
  • 坝基

共三个区域。每个区域需定义:

  • 密度$\rho$(kg/m^3)
  • 弹性模量$E$(GPa)
  • 泊松比

三个参数。用户根据实际情况,在表格中对默认参数进行修改。

载荷

软件提供:

  • 静水压力
  • 浪压力
  • 地震载荷

三种载荷设置,参照《水工建筑物载荷标准》计算。用户根据实际情况定义合适的载荷输入。

静水压力”为上游水压力,需输入的参数为:

  • 上游水位”(m)

静水压力载荷示意图

浪压力”考虑由风浪产生的浪压力的效应。目前的波浪要素的计算均采用以一定实测或试验资料为基础的半理论半经验性方法。软件提供三种基于观测资料的回归分析模型来计算波浪要素:

  • 莆田试验站公式
  • 鹤地水库公式
  • 官厅水库公式

其中,“莆田试验站公式”比较适用于我国东南沿海及内陆平原水库的浅水波浪计算,需输入的参数有:

  • 风区长度”(km)
  • 糙率渗透性系数
  • 计算风速”(m/s)
  • 平均水深”(m)

鹤地水库公式”和“官厅水库公式”比较适合于深水波浪计算,需输入的参数有:

  • 风区长度”(km)
  • 糙率渗透性系数
  • 计算风速”(m/s)

斜坡式挡水建筑物上的浪压力分布

地震载荷”按拟静力法计算,考虑地震在水平方向上的作用。需要输入的参数为:

  • 水平峰值地震加速度”(m/s2)

软件根据用户输入,计算出地震惯性力,并按图示方式施加在坝体上游面上。

地震载荷示意图

计算结果

点击下方“开始计算”按钮,等待计算完成。点击展开页面右侧的“结果查看”。

物理场”结果包含以下两个位置的结果:

  • 面板
  • 坝体

通过切换结果的位置,页面中部云图的显示区域也会相应改变。云图结果包含三类物理量,每种“物理场”含有不同方向的分量。具体为:

面板”位置的结果:

  • 位移
    • 总位移
    • X向位移
    • Y向位移
    • Z向位移

  • 主应力
    • Von-Mises等效应力

面板X向位移云图结果

坝体”位置的结果:

  • 位移
    • 总位移
    • X向位移
    • Y向位移
    • Z向位移

  • 应力
    • X法向应力
    • Y法向应力
    • Z法向应力
    • Z切向应力
    • Y切向应力
    • X切向应力
  • 主应力
    • 第三等效应力
    • 第二等效应力
    • 第一等效应力

面板X向位移云图结果

软件在计算结果中自动提取出一些关键结果并显示在下方表格中:

  • 坝体沉降位移最大值”(m)
  • 坝体沉降位移最大值位置坐标”(m)
  • 面板最大Von-Mises等效应力”(Pa)
  • 面板最大Von-Mises等效应力位置坐标”(m)