考虑材料参数空间变异性的堆石坝非侵入式随机有限元研究

• 作者: 冉蠡 杨杰 王建娥 程琳 马春辉
• 来源期刊: 水资源与水工程学报
• 关键词: 堆石坝 材料参数 空间变异性 Cholesky分解 MSC.Marc二次开发 非侵入式随机有限元
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 所属期刊栏目: 水工结构工程
• 页码范围: 200-207
• 页数: 8页
• 分类号: TV641
• 语种: 中文
• DOI: 10.11705/j.issn.1672-643X.2019.03.31

摘要

为提高面板堆石坝(CFRD)沉降值的计算准确度,引入随机有限元方法(SFEM),以考虑E-B本构模型参数的空间变异性,建立基于Cholesky分解的面板堆石坝非侵入式随机有限元方法(NSFEM).首先,基于Cholesky分解进行堆石料材料参数的随机场模拟;其次,基于现有商业有限元软件MSC.Marc进行子程序的二次开发,通过UltraEdit在DOS环境下直接调用Marc,对每个单元赋予不同的材料参数,实现"非侵入式"随机有限元计算;随后,结合公伯峡坝体沉降计算,分析了筑坝材料参数的变异系数对沉降的影响规律.计算表明:考虑材料参数空间变异性对堆石坝变形计算结果影响明显,最大沉降值明显大于常规有限元计算值,更接近实测值,更符合工程实际情况.结论:坝体沉降值对材料参数按照敏感性从大到小排序为φ0、K、Kb,对3BII区材料参数的变异性敏感性较3C区更大;采用NSFEM,考虑筑坝材料参数的空间变异性对准确把握CFRD沉降,确保工程安全具有重要意义.