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土工膜方程组要求得精确的分析

时间:2018-02-06 08:41   作者:青岛梦想材料 点击:

    堆石坝的几何边界和材料(Material)边界比较复杂,为了便于剖分单元,坝体、坝基土石单元及防渗墙混凝土单元采用的基本单元是八结点六面体等参单元,同时为了适应边界的不规则变化及围堰和马道过渡,还采用六结点三棱柱单元及四面体单儿等过渡单元。    混凝土防渗墙与坝基及围堰土石材料(Material)性质相差很大,为防止材料(Material)之间的接触面上出现滑动或开裂脱离,在两种材料(Material)之间设置接触而单一元,_胜要采用六面体接触面单元,为填充边界处不规则形状,还采用五面体单元,接触而单元形态。对于坝体堆石料来说,由于其应力应变关系是非线性的,劲度矩阵不是常数,而与应变及变位值有关,即弹性常数E及泊松比、随应力状态变化而不同,劲度矩阵中的元素是应力或者说结点位移的函数,所以为非线性方一程组。土工膜这类方程组要求得精确解答很困难,一般只能用近似方法求解,最常用的方法一般有三类,即增量法、迭代法和混和法等。
    采用增量法求解非线性问题(Emerson)时,是将荷载划分为若干级荷载增量,每次施加一个荷载增量。青岛土工布又称土工织物,它是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料,物理结构为多层布膜。成品为布状,一般宽度为4-6米,长度为50-100米。土工布分为有纺土工布和无纺土工布。青岛排水板是由聚苯乙烯(HIPS)或者是聚乙烯(HDPE)塑胶底板经过冲压制成圆锥突台或者加劲肋的凸点(或中空圆柱形多孔)而成,幅宽有3米,长度有10米或者是15米。在每级荷载增量下,假定材料(Material)是线弹性的,即方程是线性的,劲度矩阵是常数,从而解得位移、应变和应力的增量,将它们累加起来就是全荷载作用下总的位移、应变和应力。在不同的荷载增量中,劲度矩阵可以有不同的数值。这种方法是以分段的直线来逼近曲线的。当荷载划分较小时,能得接近于真实的解。增量法、修正法和混合法三种不同的解法。
   每级荷载采用其初始应力状态所对应的弹性常数,使解得的结果与实际曲线有相当大的偏离。修正的法是对法的改进,我们这里只介绍(即中点增量法)的情况(Condition)。采用某级荷载前后的平均应力所对应的弹性常数,则解答的精度将会提高。但平均(中点)应力值要通过(tōng guò)试算。试算的方法有是将该荷载增量的全部施加于结构,求出该级终了状态的应力,将其与初始应力平均;二是施加荷载增量的一半,解得的应力就是平均应力。求出平均应力后,以其所对应的切线斜率作为弹性常数,对该级荷载重新作一次计算,作为该级解答,两种方法其实一样,只是后一种在计算上略简单些。下面介绍后一种方法。
    考虑到每级加荷的两次计算所得的弹性常数对某些单元可能相差较大,而实际可能处于这两者之间,因此取两者的其中一种加权平均值作为修正的计算弹性常数,其中初始弹性常数的权取,中点弹性常数的权为,以反映平均结果接近于中点弹性常数。青岛土工膜其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道,以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形;而无纺布亦是一种高分子短纤维化学材料,通过针刺或热粘成形,具有较高的抗拉强度和延伸性。对每一级荷载增量,用迭代法多次计一算,使其收敛于真实解,再加卜一级荷载。迭代的方法可以用前面所讲的任一种迭代法,也可以反复使用中点增法土工膜,前后两次的讨·算结果相当接近。混合法计一算的时间较长,从理沦日井,解得的结果最精确。



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