【摘 要】
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堆石料在水利工程中是一种广泛应用的材料,也是面板堆石坝的填筑材料,承担了主要的荷载。本文主要介绍亚塑性模型的研究进展和基本理论,重点描述Gudehus-Bauer亚塑性模型的参数确定方法及其改进,并将改进的Gudehus-Bauer亚塑性模型应用于福建省仙游抽水蓄能电站面板堆石坝应力变形分析。并结合有限元计算结果与该工程的沈珠江模型计算结果和竣工初期的监测数据进行比较分析,通过分析发现Gudehu
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堆石料在水利工程中是一种广泛应用的材料,也是面板堆石坝的填筑材料,承担了主要的荷载。本文主要介绍亚塑性模型的研究进展和基本理论,重点描述Gudehus-Bauer亚塑性模型的参数确定方法及其改进,并将改进的Gudehus-Bauer亚塑性模型应用于福建省仙游抽水蓄能电站面板堆石坝应力变形分析。并结合有限元计算结果与该工程的沈珠江模型计算结果和竣工初期的监测数据进行比较分析,通过分析发现Gudehus-Bauer亚塑性模型的应力应变分布规律和数值上都与沈珠江模型较为接近,从而验证了改进的Gudehus-Bauer模型应用于分析面板堆石坝应力应变是可行的。具体研究工作如下:（1）在阅读大量文献的基础上,介绍了常用的堆石料本构模型和亚塑性本构模型的发展现状。（2）阐明了亚塑性理论的基本概念和Wu-Bauer亚塑性模型的推导过程及模型中参数的确定方法,并分析了将Wu-Bauer亚塑性模型应用于堆石料中是不可行的。（3）揭示了Gudehus-Bauer模型的建模形式和八个参数的物理意义及其参数确定方法,将由八参数得到的应力应变拟合曲线与试验曲线进行比较分析,针对模型的不足之处进行改进。主要对模型参数中的临界摩擦角φc、拟合参数α和β随围压而变以及增加体应变项λtr（7）ε（5）（8）σtr（7）σ（8）和体积控制系数λ的确定,使模型更加适用于堆石材料的模拟。（4）将改进的Gudehus-Bauer模型方程应用于仙游抽蓄面板坝的非线性有限元求解当中,建立方程的解与模量矩阵[D]之间的联系,运用中点增量法模拟堆石坝施工期和蓄水期加载过程,从而编制出改进的Gudehus-Bauer模型有限元程序。（5）将改进的Gudehus-Bauer模型有限元成果与工程上常用的沈珠江双屈服面模型成果对比分析,两者模型在应力应变规律上相一致,计算数值上较为相近,与竣工初期的沉降实测值也较为吻合,从而验证了改进的Gudehus-Bauer模型用于反映堆石坝的应力应变分析的可行性。
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