卡基娃面板堆石坝施工技术
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3.2 坝体最大断面的有限元分网

一方面,由于堆石体是逐层碾压填筑的,为使得网格的模拟变形符合堆石体的实际沉降变形,拟采用水平分层的网格单元。另一方面,施工分四期分区填筑使得坝体各处上升高度不是一致的,需要将各个施工期施工节点的坝体填筑完成区域加以划分。除此之外,鉴于主次堆石料、垫层料和过渡料等坝体填筑材料的计算参数是不相同的,所以在网格划分中也必须将这种情况加以区分,否则在建模计算时会有单元的材料属性出现双重属性而无法定义。在考虑以上三方面的网格划分限制之后,结合之前材料分区以及填筑分区的示意图(该示意图严格按照给定的坝体断面参数在AutoCAD中建立平面模型,可以直接使用其划分区域),利用AutoCAD绘制坐标位置精确的坝体最大断面分区图。

为了简化计算模型,参考水布垭网格划分的断面形状,适当忽略了一些影响较小的计算因素,如坝前及坝后的铺盖区、坝基河床位置铺设的覆盖反滤层和过渡区以及坝后延伸出主坝体的一小段主堆石料,还有坝顶道路段也不予考虑,这样使得模型的边界尽可能规整,便于网格的划分和修改,且对于计算结果的偏差影响较小。

在分网过程中,本书使用Abaqus的自动分网功能实现断面整体的网格划分,并导入至MARC,对于局部不规整区域的变形网格进行手动修改和完善,主要工作有将形状奇异的四边形单元改为三角形单元,在区域边界处适当加密单元,利用subdivide功能细分较为大块的单元等。

最终网格划分成果见图3.3:网格划分示意图(含面板部分),其中网格:1960,节点:2048。

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图3.3 卡基娃面板堆石坝网格划分示意图