[發明專利]一種適用于高拱壩谷幅變形的數值模擬方法

在審

• 申請號: 202010547285.6
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111797443A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 徐衛亞;程志超;孟慶祥;閆龍;王環玲;劉士奇
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10;G06F30/23;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種適用于高拱壩谷幅變形的數值模擬方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)獲取壩區地層信息，確定地形地貌及巖層分布信息，建立壩區幾何模型；

(2)對非連續的結構面建立嵌入式離散裂縫模型，并采用正交網格對幾何模型進行網格劃分；

(3)對蓄水過程線進行分段線性擬合，確定水荷載的動態施加過程；在考慮水對巖體材料的劣化效應的基礎上對軟弱結構面的物理力學參數進行修正；

(4)對蓄水過程進行嵌入式離散裂縫和擴展有限元模型的聯合求解，實現對蓄水期高拱壩谷幅變形的模擬。

2.根據權利要求1所述的一種適用于高拱壩谷幅變形的數值模擬方法，其特征在于，步驟(1)包括如下內容：

(1.1)所述巖層分布信息包括斷層、層間及層內錯動帶的分布情況；

(1.2)根據工程實際地質報告，獲取地層的物理力學參數。

3.根據權利要求1或2所述的一種適用于高拱壩谷幅變形的數值模擬方法，其特征在于，步驟(2)具體包括如下內容：

(2.1)所述非連續的結構面包括斷層、層間及層內錯動帶；

(2.2)對斷層、層間、層內錯動帶采用嵌入式離散裂縫模型，表征結構面對滲流場和應力場的影響；

(2.3)根據幾何模型區域的大小，確定各方向的網格尺寸和數量，采用正交網格對幾何模型進行剖分，實現對計算區域的空間離散。

4.根據權利要求1所述的一種適用于高拱壩谷幅變形的數值模擬方法，其特征在于，步驟(3)中，所述軟弱結構面包括斷層、層間及層內錯動帶。

5.根據權利要求1所述的一種適用于高拱壩谷幅變形的數值模擬方法，其特征在于，所述步驟4具體包括如下內容：

(4.1)采用有限體積法計算滲流方程，進行滲流情況的真實模擬；

(4.2)根據邊界載荷和位移的連續性條件，實現嵌入式離散裂縫模型和擴展有限元模型的耦合；

(4.3)采用擴展有限元方法對巖體變形進行水巖耦合計算，表征計算區域內的位移間斷特性，實現蓄水期高拱壩谷幅變形的模擬過程。

6.根據權利要求5所述的一種適用于高拱壩谷幅變形的數值模擬方法，其特征在于：所述滲流情況包括基質滲流和裂隙滲流。