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土工膜方程組要求得精確的分析

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。青島土工布又稱土工織物,它是由合成纖維通過針刺或編織而成的透水性土工合成材料,物理結構爲多層布膜。成品爲布狀,一般寬度爲4-6米,長度爲50-100米。土工布分爲有紡土工布和無紡土工布。青島排水板是由聚苯乙烯(HIPS)或者是聚乙烯(HDPE)塑膠底板經過沖壓制成圓錐突台或者加勁肋的凸點(或中空圓柱形多孔)而成,幅寬有3米,長度有10米或者是15米。在每級荷載增量下,假定材料(Material)是線彈性的,即方程是線性的,勁度矩陣是常數,從而解得位移、應變和應力的增量,將它們累加起來就是全荷載作用下總的位移、應變和應力。在不同的荷載增量中,勁度矩陣可以有不同的數值。這種方法是以分段的直線來逼近曲線的。當荷載劃分較小時,能得接近于真實的解。增量法、修正法和混合法三種不同的解法。
   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。青島土工膜其主要機理是以塑料薄膜的不透水性隔斷土壩漏水通道,以其較大的抗拉強度和延伸率承受水壓和適應壩體變形;而無紡布亦是一種高分子短纖維化學材料,通過針刺或熱粘成形,具有較高的抗拉強度和延伸性。對每一級荷載增量,用叠代法多次計一算,使其收斂于真實解,再加蔔一級荷載。叠代的方法可以用前面所講的任一種叠代法,也可以反複使用中點增法土工膜,前後兩次的討·算結果相當接近。混合法計一算的時間較長,從理淪日井,解得的結果最精確。



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