一、ANSYS的二次开发及其在土石坝有限元分析中的应用（论文文献综述）
黄明镇,金海[1]（2021）在《一种新的土石坝三维有限元参数化建模方法》文中研究指明基于特征模型技术,根据土石坝几何特征和结构特征,将其分解为多个规则的基本图元,以主坝体的分层数、分区数及围堰各区分层数作为参数,按照既定的编号路线采集坝体坐标数据,利用坐标点位控制和基本图元的组装规则,建立特征参数与三维实体之间的联系.采用VB.NET编制读取坐标数据界面程序,利用ANSYS参数化设计语言（APDL）二次开发实现三维土石坝模型的参数化建模,并对基本图元实现自动剖分功能.该方法能够高效快速地建立土石坝三维有限元模型,准确地实现坝体不同材料的分区,为坝体的数值分析工作节省大量时间.
王嘉星[2]（2020）在《基于BIM的土石坝渗流安全监控与预警》文中研究指明随着信息化技术在工程领域的高速发展,利用信息化技术高效的管理工程信息也正在工程领域普及。土石坝作为水利枢纽中的挡水建筑物,起着防洪蓄水的作用,其在运营期的渗流情况,关乎着下游人民的生命与财产安全,通过高效快捷的信息管理系统及时,准确的掌握渗流信息情况,可以有效的保障土石坝安全健康的运行。本文就如何创建高效快捷的信息管理系统问题,主要开展了基于BIM的土石坝渗流监测与预警系统的研究。主要研究内容与结论如下:1、土石坝渗流信息存储与调用。根据土石坝各类工程图纸与工程文件,利用BIM软件Revit与Civil 3D通过装配式思想创建土石坝不同部位的构件,进行拼接得到三维BIM模型;利用Revit的参数化特性与视图管理功能,开发三维BIM模型的信息存储与可视化表达能力;最终得到可以存储与调用工程信息的BIM模型。利用SQL Server软件建立土石坝信息数据库,用来存储BIM模型难以存储与管理的工程信息;在Visual Studio程序开发软件上,通过Win Form控件设计SQL数据库前端界面;使用C#编程语言,通过Revit API将前端界面中的渗流监测信息窗体镶入Revit界面中,方便渗流信息的集成管理。2、土石坝渗流指标拟定及实时渗流可视化监查功能开发。根据热传导定律与渗流定律的相似性,通过ANSYS有限元软件热模块分析了土石坝在不同库水位下的渗流情况,并计算出了渗流量,以此为参考判断土石坝渗流量是否异常;根据大坝安全监控理论,构建了单测点测压管水位统计模型,通过监测数学模型法拟定了测压管水位的监控指标,来判断测压管水位是否异常;利用水利规范对土石坝各分区土体进行分析,得到各分区的渗流变形类型及相应的渗流容许坡降比,来判断渗流坡降是否过高。建立Revit族参数控制形状的监测族模型,使用C#编程语言,通过ADO.NET体系、Revit API及文件流命令开发渗流情况监视功能,实现监测渗流数据定时导入SQL数据库、渗流情况的查看显示及BIM模型渗流情况可视化。3、土石坝渗流异常预警方式。建立Revit族参数控制形状与颜色的监测族模型,通过族参数中的公式栏设置判断逻辑,使用C#编程语言,通过Revit API开发渗流异常可视化预警,即在BIM模型中出现渗流异常时监测族会以异常情况的颜色来显示;使用C#语言,在渗流监测信息窗体中开发弹窗预警功能;使用C#语言,通过互联网协议,以网络短信发送平台为媒介,开发短信预警功能。
张雯昕[3]（2020）在《考虑不确定性的土石坝湿化变形参数反演研究》文中指出
宋词[4]（2020）在《深透水地基某土石坝三维非线性有限元分析》文中提出我国水资源总量丰富,水路纵横,拥有众多江河湖泊。但是存在严重的区域分布不均,南多北少,东多西少,人均水资源占有量远低于世界平均水平,洪涝干旱频发,水资源供需矛盾日益加剧。从古到今,人们修建了大量水坝、水库等水利设施,用来调配水资源,以满足生活用水、工业用水的需求,缓解供需压力。实现对水资源的开发、整治及有效利用,给经济、环境和社会带来了巨大效益。在各类大坝中,土石坝是最为应用广泛、最古老的坝型,它具有可以适应复杂地形、施工技术简单并且工程造价便宜,在水利工程中被广泛应用。现如今高坝越来越多,局限于渗流分析及稳定计算现代坝工设计要求已无法满足,应力应变分析已成为大型土坝设计的必要补充。有限元法是对土石坝进行应力应变分析的最精准、最有效方法。本文基于以上目的,对ANSYS有限元计算分析软件进行二次开发,使其具备土坝的有限元分析的功能。通过比较土体本构关系的各种模型,选用邓背-张E-B模型作为本文土体应力应变计算的本构模型。运用APDL语言对ANSYS进行二次开发,编写邓肯-张模型宏命令流以供计算时调用。运用单元生死与重启动命令模拟坝体分层碾压施工过程,用中点増量法进行非线性有限元计算,并对计算结果作相应的后处理使得有限元计算成果更加可靠。数值模拟更加符合工程实际。选取典型工程实例使用本文程序进行计算分析,分析计算结果,计算结果与一般规律相符,可以用于实际工程模拟,可为同类工程的设计与施工提供借鉴。
牛昂[5]（2020）在《土石坝粗粒料湿化变形试验研究》文中研究指明从古至今,除水害,兴水利,在保障人民财产安全及国民经济发展中起到了至关重要的作用。土石坝结构简单,造价低,经济效益明显,因此广泛应用到水利工程建设当中。但在土石坝在建设或运行过程中,不可避免的会出现坝基变形,坝体沉降、失稳等威胁大坝安全的问题。由此可见,研究影响土石坝安全运行因素至关重要。随着现代土石坝设计水平的提高,施工技术的不断完善,以及各项管理制度的明确,土石坝病险以及溃坝事故情况越来越少;但通过工程实践证明:大坝在竣工以后,初次蓄水的过程中,由于湿化效应的影响,大坝会出现明显的沉降,在竖向和水平方向的位移都会比没有考虑湿化效应时的要大,这对于大坝的安全运行是极为不利的,如果沉降和裂隙过大,就有可能出现溃坝的危险。研究发现:在做粗粒料常规三轴试验时,试样受到的偏应力会随着围压的增加而增大,通过数值模拟得到的理论结果与试验结果的误差大约在1%左右。本文采用的单线法进行粗粒料湿化试验符合湿化变形规律。在进行粗粒料湿化试验时发现:在相同的围压下,随着湿化应力水平的增加,粗粒料的湿化轴应变和湿化体应变都随之增加,呈指数和线性变化;在相同的应力水平下,随着围压的增加,湿化轴应变和湿化体应变也随之增加,呈线性相关。根据粗粒料湿化试验结果建立粗粒料湿化变形模型公式,将试验变量代入模型公式中得到的理论结果与试验结果对比通过突变其拟合度较高,说明本文提出的模型公式是合理的。运用有限元对土石坝进行分析,数值模拟结果明:当考虑湿化效应时,蓄水期的土石坝上游侧顶部由于底部的筑坝材料湿化发生错动和破碎导致下沉,上游侧的水平位移也发生变化;大小主应力在考虑湿化作用下而减少,变化的区域出现了拉应力。
普洪嵩[6]（2020）在《高面板堆石坝坝体变形规律及面板挤压破坏机理分析》文中认为近年来,国内外建成一批高混凝土面板堆石坝工程,在取得成功经验的同时,部分面板堆石坝出现坝体变形较大、面板挤压破损、面板与垫层料间脱空、坝体渗漏量偏大等问题。本文通过天生桥一级面板堆石坝的实测资料,分析坝体的应力应变规律,设计试验方案研究不同的坝体填筑方式对面板脱空规模的影响,然后利用大型有限元分析软件ANSYS对面板堆石坝坝体整体结构应力分布和变形进行了精细化的分析和研究,并通过不同方案的对比分析,分析坝体应力应变的影响因素及规律。在此基础上,分析了混凝土面板的应力应变分布规律,建立了面板的有限元子结构模型,分析得到面板及其压性缝处应力应变的分布规律和影响因素。对面板接缝进行模拟,分析不同的接缝方案条件下其应力状况的改善情况,在此基础上提出工程措施的建议。本文得到的主要结论如下:1.蓄水期坝轴向水平位移呈现出由两岸向河谷中间挤压的趋势,竖向沉降的最大值发生在坝体中部;面板坝轴向挤压应力的最大值发生在坝体中央位置并向两岸逐渐减小;左、右岸坡坝顶处出现了拉应力,该处混凝土面板以张拉为主。2.上、下游堆石模量差较大时,可导致上、下游堆石产生不均匀沉降,变形协调性较差。扩大上游质量较好的堆石区的范围对减小面板堆石坝坝体上、下游变形有利,能减少沿坝轴向产生的挤压应力;增大下游软岩区堆石的模量可有效减小上、下游堆石区的不均匀沉降,表明提高软岩料强度能防止坝体产生过大变形。3.扩大上游堆石区和提高下游软岩料强度可避免坝体产生较大位移,从而使得面板的挠度减小,有利于改善面板的应力状况,并有助于减小面板与垫层料间的摩擦力,从而减少面板垂直缝的挤压或张拉应力。4.坝体内部堆石体的变形导致的坝体的坝轴向水平位移和顺河向水平位移均可造成面板发生较大的挤压应力。面板在纵向接缝处存在接触转动挤压效应,并在接缝两侧附近的面板表面处产生应力集中效应,是导致面板发生挤压破坏的主要原因。5.度汛—平起施工方案减少了施工断面的垂直高差,使得坝体变形相对均匀,减少了不均匀沉降和面板脱空深度,有利于坝体结构的稳定及防止面板发生较大的结构破坏。6.面板接缝处填塞柔性材料可吸收挤压变形能,面板垂直缝面的中、上部挤压位移较大,是应力集中及易发生挤压破坏的部位,实际工程中接缝面间可采用上软下硬的垂直缝形式,以削弱坝体变形产生的面板挤压破坏作用。
韩理[7]（2020）在《偶应力理论的有限元-无网格耦合方法及其应用》文中提出偶应力理论等高阶连续理论越来越多地被应用到工程实际中,由于很难得到问题的解析解,数值模拟在高阶连续理论的应用中扮演着非常重要的作用,但是,现有的有限元软件没有模拟高阶连续结构的功能。本文在偶应力弹塑性理论框架内,应用移动最小二乘近似的高阶连续特征,建立了偶应力理论的有限元-无网格耦合计算方法,基于这一耦合框架,可以扩充传统的有限元程序实现数值模拟,也可通过有限元软件二次开发实现数值模拟。随后,通过数值例子按证了本文方法的有效性。本文的主要研究工作包括:（1）在偶应力弹塑性理论框架内,将弹塑性增量矩阵分解为传统项子矩阵和高阶项子矩阵,在势能泛函形式中实现传统项和高阶项的分离。提出传统项利用有限元法进行离散计算,高阶项利用无网格法进行离散计算,进而建立偶应力弹塑性理论的有限元-无网格耦合计算方法。（2）应用ANSYS软件建立计算模型,划分单元,计算传统刚度矩阵和力向量。导出有限元节点信息,作为无网格法节点,应用移动最小二乘近似构造形函数,应变梯度用形函数的二阶导数和节点位移的乘积近似,应用FORTRAN语言编写程序计算高阶项子矩阵和力向量。应用ANSYS软件的二次开发功能将高阶项子矩阵和力向量嵌入ANSYS软件,实现有限元-无网格耦合方法的数值计算。（3）应用建立的偶应力弹塑性理论的有限元-无网格耦合计算方法,对简支薄板进行了计算模拟,证明了本文方法的有效性,并分析了节点影响域等的选取问题。对自重作用下的斜面进行了计算模拟,研究了尺度因子对高阶连续结构变形的影响规律。本文利用无网格法可以方便构造高阶连续形函数的特点,提出应用有限元-无网格耦合方法求解高阶连续结构问题,在理论上具有创新。提出通过有限元软件二次开发,将无网格法计算得到的高阶项嵌入软件实现耦合计算,为相关工程实际问题的数值模拟提供了新的思路。
曾勇文[8]（2018）在《基于ANSYS-UPFs的土体常用本构模型二次开发及其在土石坝计算中的应用》文中提出材料本构模型是用来描述材料力学行为的数学关系式,具体为关于应力-应变-时间-强度的函数。作为天然矿物材料,土在构造及组成上呈现较复杂的的非连续性、非均质性和随机性,对其本构关系有较大影响的因素众多。对于岩土工程数值计算和分析,一方面要寻求一个物理形式简单、参数易于获取的土体本构模型,另一方面也要借助一个具有优秀的前后处理功能、高效的求解算法及强大的可开发性的软件平台。通过总结学者们多年的研究成果和实践经验,本文确立了以常用的邓肯张模型和等效线性模型作为理论基础和以ANSYS软件作为平台支撑的整体框架,并围绕此框架开展了如下的工作:（1）基于邓肯张模型的基本形式和相关物理参数的求取方法作了相应改进,使其能够考虑土体抗拉强度的影响以适应土体非三向受压的工况,及反映更接近真实的土体卸载-再加载曲线特征以适应应力路径较为复杂的工况。然后结合弹性增量本构关系和改进后的邓肯张模型的特点,设计了用户子程序的编制思路,并对编制过程中的重要细节进行了说明。（2）基于常规三轴压缩试验的特点建立了相应的有限元模型和分析框架,设计了多种验证工况,并通过模拟土体试样的加载-卸载-再加载过程及反映围压变化带来的影响,以验证二次开发的邓肯张模型的可靠性。另外,也设计了一个按照Mohr-Coulomb强度准则计算的工况做进一步的比较,对两者在计算结果上差异作了详细的分析和说明。（3）基于土的动应力-应变关系的基本特点及土的黏弹性线性动力模型的相关理论,对岩土工程动力计算中常用的等效线性黏弹性模型进行二次开发,并重点介绍了模型的一般形式、等效参数G和D的确定方法、增量本构关系的推导过程及用户子程序的编制思路和重要细节。（4）基于循环单剪试验的特点建立了相应的有限元模型和分析框架,分别设计了在简谐切向应力作用下和在简谐切向位移作用下的验证工况,以直观得反映在循环周期荷载作用下土体变形的非线性和滞后性,从而验证二次开发的等效线性模型的可靠性。（5）在二次开发的邓肯张模型和等效线性模型的验证基础上,将其应用于土石坝的静、动力计算中,包括施工过程仿真、蓄水状态分析和地震时程分析,以论证二次开发的邓肯张模型和等效线性模型子程序应用于实际的土石坝计算中的可行性。
马洪图[9]（2018）在《基于ANSYS的阁山水库土石坝稳定性及渗流分析》文中指出阁山水库是目前在建的一个大型水利工程项目,位于绥化市绥棱县境内呼兰河支流诺敏河上。该水库作为诺敏河流域的一个大型控制性工程,对于呼兰河流域的治理及周边的经济发展至关重要。其中水库主体为一均质土石坝,作为该水库的核心建筑物,保证该土石坝的稳定性至关重要。目前,土石坝因其自身结构特点而在实际工程中被广泛应用,均质坝作为土石坝中最普遍的一种类型也被大量应用于实践中,本文结合阁山水库土石坝的工程背景资料,基于ANSYS有限元平台,分析该土石坝在不同的工况下的稳定性以及渗流特性,通过对比数值模拟结果与实际结果,验证ANSYS软件在土石坝相关计算中的可行性。本文利用ANSYS软件对土石坝建立二维平面模型,主要的研究内容如下:1、对国内外有关土石坝有限元分析的研究现状进行归纳,论述了土体本构模型的相关理论,介绍了应用ANSYS软件进行土石坝应力应变计算和渗流计算的原理与方法。2、基于土体的邓肯-张模型,利用ANSYS软件的生死单元功能模拟土石坝分层逐级加载施工与一次性加载施工两种施工过程,分析土石坝在施工期、竣工期与蓄水期的应力与位移情况。3、在D-P屈服准则下利用强度折减法计算出土石坝坝坡最小安全系数,并找到坝体的最危险滑动面,分析该土石坝的坝坡稳定性。4、利用固定网格修正渗透系数法计算出坝体的浸润线位置、渗流溢出点高程、渗流量以及水力坡降等相关参数,分析土石坝的渗流特性。结论表明,利用ANSYS软件进行土石坝稳定性及渗流分析的结果真实可靠,论文的研究方法与成果已被黑龙江省农垦勘测设计研究院采纳并应用于实际工程设计中。
李琼[10]（2018）在《高心墙堆石坝拱效应特征分析》文中提出土石坝由于其特有的优点,在高坝建设中,选用坝型时更多会考虑到土石坝。随着工程技术日渐成熟,自上个世纪八十年代以来高土石坝的建设迅速发展。我国数座300m级的高坝已经在建设或设计中,这些高坝对设计提出了更高的要求。土石坝心墙拱效应的产生归根结底是由心墙与坝壳弹性模量之间差距过大造成的。心墙的弹性模量远小于坝壳,因此心墙沉降速度慢,沉降比较大;而坝壳沉降速度快,沉降较小。坝壳沉降完成后心墙还在继续沉降,而坝壳就会阻止心墙的这种运动,心墙受到坝壳支撑,坝壳就会承担部分心墙的重量,从而心墙应力减小,坝壳应力增大,这种现象就称为拱效应。心墙竖向应力的减小可能会导致心墙内产生裂缝,严重时可能导致水力劈裂。高心墙堆石坝在高应力水平的作用下,是否拱效应会比普通的坝更强烈,这都需要我们对其进行深入研究。弄清其蓄水前后拱效应特征以及拱效应影响因素有助于减轻拱效应,继而可以深入研究减小心墙水力劈裂发生的可能性。因此对高土石坝拱效应进行研究,对维护坝体稳定安全有着重要意义,为以后高坝工程的设计修建提供借鉴。本文选用邓肯-张模型作为研究心墙拱效应的本构模型,本文利用ANSYS的二次开发功能,成功将邓肯-张本构模型引入ANSYS中,实现了对坝体分层填筑过程的数值模拟。分析了瀑布沟砾石土心墙大坝蓄水前后坝体应力分布规律以及拱效应特征;并研究了在心墙土体泊松比、内摩擦角改变时坝体的应力分布规律,讨论了两者对心墙拱效应的影响,并用拱效应系数σy/γh来量化了这两个主要参数对心墙拱效应的影响程度。（1）一般来说心墙中下部拱效应较为强烈,同一高程心墙中部拱效应最弱,下游拱效应略强于下游,心墙中下部拱效应较为强烈;蓄水后心墙的拱效应情况也拥有上述特征,蓄水后心墙拱效应情况较蓄水前变化不大,心墙上游中下处拱效应较为强烈。（2）在分析了心墙土体泊松比ν=0.3、0.35、0.4时心墙的拱效应情况之后,得出结论:土体的泊松比越大,心墙拱效应系数越大,即拱效应越弱。因此在建造心墙堆石坝时应尽量选择泊松比大的筑坝材料,有利于降低心墙拱效应。（3）通过分析不同内摩擦角心墙的拱效应系数,可以得出:内摩擦角越大,心墙拱效应系数越小,拱作用越明显。因此高堆石坝在选择心墙材料是应遵循大泊松比小内摩擦角的原则。（4）对心墙不同粘聚力情况下的大坝进行分析后发现:心墙粘聚力对大坝应力变形及拱效应基本无影响。
二、ANSYS的二次开发及其在土石坝有限元分析中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、ANSYS的二次开发及其在土石坝有限元分析中的应用（论文提纲范文）
（1）一种新的土石坝三维有限元参数化建模方法（论文提纲范文）
| 1 三维土石坝参数化建模方法 |
| 1.1 特征模型技术 |
| 1.2 建模思路 |
| 1.3 建模具体方法及流程 |
| 2 程序设计 |
| 2.1 程序设计流程 |
| 2.2 程序介绍 |
| 2.3 程序的输入参数 |
| 3 建模实例 |
| 3.1 模型生成 |
| 3.2 形成材料分区 |
| 3.3 生成有限元模型 |
| 3.4 案例小结 |
| 4 不同建模方法的优势和劣势 |
| 5 结论 |
（2）基于BIM的土石坝渗流安全监控与预警（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2.1 研究目的 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 BIM及土石坝渗流安全监测国内外研究现状 |
| 1.3.1 BIM国内外研究现状 |
| 1.3.2 土石坝渗流安全监测国内外研究现状 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线图 |
| 第二章 基于BIM的土石坝渗流监控与预警系统框架构建 |
| 2.1 项目背景 |
| 2.2 系统需求分析 |
| 2.3 系统技术调研 |
| 2.4 系统框架设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 土石坝信息储存模块开发 |
| 3.1 BIM模型创建与开发 |
| 3.1.1 土石坝建模方法 |
| 3.1.2 土石坝建模过程 |
| 3.1.3 库区环境建模 |
| 3.1.4 BIM模型信息化开发 |
| 3.2 土石坝数据库创建开发 |
| 3.2.1 土石坝数据库创建 |
| 3.2.2 数据库前端设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 土石坝渗流监控模块开发 |
| 4.1 渗流监控指标拟定 |
| 4.1.1 渗流量监控指标拟定 |
| 4.1.2 测压管水位监控指标拟定 |
| 4.1.3 渗流比降指标拟定 |
| 4.2 渗流情况监查功能开发 |
| 4.2.1 开发准备 |
| 4.2.2 监测数据定时导入 |
| 4.2.3 监测数据的查看 |
| 4.2.4 监测数据曲线分析 |
| 4.2.5 BIM可视化监视 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 土石坝渗流异常预警模块开发 |
| 5.1 客户端可视化预警 |
| 5.1.1 BIM可视化预警 |
| 5.1.2 弹窗预警 |
| 5.2 移动端短信预警 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）深透水地基某土石坝三维非线性有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.1.1 土石坝建设现状 |
| 1.1.2 分析土石坝应力变形的必要性 |
| 1.2 防渗墙概况 |
| 1.2.1 防渗墙的类型 |
| 1.2.2 防渗墙材料 |
| 1.2.3 防渗墙的研究现状 |
| 1.3 主要的研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 土体的应力变形特性和本构模型 |
| 2.1 土体的应力变形特性 |
| 2.2 土体的本构模型 |
| 2.2.1 线弹性模型 |
| 2.2.2 非线性弹性模型 |
| 2.2.3 模型比选 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 邓肯-张模型在ANSYS中的实现 |
| 3.1 ANSYS软件简介 |
| 3.2 非线性分析方法 |
| 3.2.1 土的非线性特征 |
| 3.2.2 非线性问题的类型 |
| 3.2.3 材料非线性问题的基本解法 |
| 3.3 ANSYS的二次开发 |
| 3.4 逐层施工填筑的模拟 |
| 3.5 非线性有限元计算 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 工程实例计算及分析 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.1.1 区域地质概况 |
| 4.1.2 水文与地质条件 |
| 4.2 坝体建模及计算条件 |
| 4.2.1 建立坝体建模 |
| 4.2.2 选取本构模型和确定材料参数 |
| 4.2.3 选取计算工况 |
| 4.3 计算结果分析 |
| 4.3.1 竣工期计算结果 |
| 4.3.2 满蓄期计算结果 |
| 4.3.3 结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）土石坝粗粒料湿化变形试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.4 本文研究内容及目的 |
| 1.5 技术路线 |
| 2 三轴试验及模型参数推导 |
| 2.1 试验方法及原理 |
| 2.2 试验选材及材料级配 |
| 2.3 粗粒料物理力学指标测定 |
| 2.3.1 相对密度试验 |
| 2.3.2 强度指标 |
| 2.3.3 剪切强度 |
| 2.4 试验设备及界面 |
| 2.4.1 试验设备介绍 |
| 2.4.2 软件系统界面 |
| 2.5 三轴试验操作及结果分析 |
| 2.5.1 试验操作总结 |
| 2.5.2 三轴试验结果分析 |
| 2.5.3 试样径向应变测定 |
| 2.6 模型参数推导 |
| 2.6.1 模型选择 |
| 2.6.2 邓肯张E-ν模型的参数推导 |
| 2.6.3 参数推导过程总结 |
| 2.7 三轴试验数值模拟 |
| 2.7.1 验证方法 |
| 2.7.2 ANSYS程序介绍 |
| 2.7.3 ANSYS功能介绍 |
| 2.7.4 ANSYS模型分析的步骤 |
| 2.7.5 APDL参数化建模 |
| 2.7.6 添加材料模型 |
| 2.7.7 数值模拟验证 |
| 小结 |
| 3 粗粒料湿化变形特性研究 |
| 3.1 试验原理 |
| 3.2 试验变量 |
| 3.3 试验步骤 |
| 3.4 试验操作 |
| 3.4.1 湿化水头 |
| 3.4.2 三轴剪切 |
| 3.4.3 停机稳定时间 |
| 3.4.4 浸水湿化饱和时间 |
| 3.4.5 湿化稳定 |
| 3.4.6 试样湿化体积观测 |
| 3.5 试验影响因素 |
| 3.6 研究结果 |
| 3.6.1 试验结果 |
| 3.7 湿化应变模型 |
| 3.7.1 湿化轴向应变模型 |
| 3.7.2 湿化体积应变模型 |
| 3.7.3 模型验证 |
| 小结 |
| 4 工程实例分析 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.2 数值模拟原理 |
| 4.3 静力有限元计算方法 |
| 4.4 土石坝有限元分析结果 |
| 4.4.1 土石坝网格剖分 |
| 4.4.2 坝体位移分析 |
| 4.4.3 坝体应力分析 |
| 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参加的科研项目和发表的学术论文 |
| 参考文献 |
（6）高面板堆石坝坝体变形规律及面板挤压破坏机理分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现况 |
| 1.2.1 工程案例分析 |
| 1.2.2 经验总结 |
| 1.2.3 变形协调理论研究 |
| 1.2.4 措施研究 |
| 1.2.5 当前研究存在的不足 |
| 1.3 本文研究意义及主要工作 |
| 第二章 天生桥一级面板堆石坝坝体变形实测资料分析 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.2 大坝安全监测设计 |
| 2.2.1 天生桥一级面板堆石坝监测内容 |
| 2.2.2 天生桥一级面板堆石坝监测仪器布置 |
| 2.3 天生桥面板堆石坝坝体变形监测资料分析 |
| 2.3.1 坝顶位移 |
| 2.3.2 下游坝面变形 |
| 2.3.3 坝体内部变形 |
| 2.3.4 面板变形及应力监测资料分析 |
| 2.4 天生桥面板堆石坝坝体沉降变形原因分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 坝体填筑方案对面板脱空影响试验研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试验方案 |
| 3.3 试验步骤与结果分析 |
| 3.3.1 试验装置 |
| 3.3.2 试验材料 |
| 3.3.3 试验过程 |
| 3.3.4 试验结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于有限元法的坝体变形规律影响因素研究 |
| 4.1 有限元法及ANSYS概述 |
| 4.2 面板堆石坝数值计算本构模型 |
| 4.3 邓肯——张E-B模型ANSYS二次开发 |
| 4.3.1 E-B模型二次开发计算程序的基本步骤 |
| 4.3.2 E-B模型二次开发计算程序 |
| 4.4 研究方案与计算模型 |
| 4.4.1 研究方案 |
| 4.4.2 有限元计算模型与参数 |
| 4.4.2.1 几何模型 |
| 4.4.2.2 材料参数 |
| 4.5 计算及结果分析 |
| 4.5.1 蓄水期坝体应力应变分析 |
| 4.5.2 坝体变形规律影响因素 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于子结构有限元法的面板挤压破坏机理分析及处理措施研究 |
| 5.1 子结构有限元法概述 |
| 5.2 子结构的划分 |
| 5.3 面板挤压破坏机理研究现况 |
| 5.4 面板纵缝的接触转动挤压效应及作用原理 |
| 5.5 研究方案与计算模型 |
| 5.5.1 研究方案 |
| 5.5.2 面板子结构计算模型 |
| 5.6 各方案计算及结果分析 |
| 5.6.1 面板应力应变分析 |
| 5.6.2 计算结果对比分析 |
| 5.6.3 面板沿厚度方向应力分布 |
| 5.7 面板填缝措施研究 |
| 5.7.1 面板防止挤压破坏设计研究现况 |
| 5.7.2 研究方案 |
| 5.7.3 计算模型 |
| 5.8 填缝措施计算及结果分析 |
| 5.8.1 面板应力应变分析 |
| 5.8.2 计算结果对比分析 |
| 5.9 工程措施建议 |
| 5.10 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）偶应力理论的有限元-无网格耦合方法及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1. 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高阶连续理论 |
| 1.2.1 偶应力理论 |
| 1.2.2 应变梯度理论(MSG) |
| 1.3 高阶连续理论在岩土工程中的应用 |
| 1.4 无网格法 |
| 1.4.1 无网格法的发展 |
| 1.4.2 无网格法的优势与不足 |
| 1.4.3 无网格法分类 |
| 1.5 主要研究内容和创新点 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 创新点 |
| 2.偶应力弹塑性理论 |
| 2.1 弹塑性偶应力理论 |
| 2.1.1 几何方程 |
| 2.1.2 平衡方程 |
| 2.1.3 边界条件 |
| 2.2 增量弹塑性矩阵 |
| 2.3 本章小结 |
| 3.偶应力理论的有限元-无网格耦合方法 |
| 3.1 移动最小二乘法 |
| 3.1.1 权函数的选取 |
| 3.1.2 节点影响域 |
| 3.2 有限元—无网格耦合方法 |
| 3.3 耦合计算方法的实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.有限元软件ANSYS二次开发 |
| 4.1 ANSYS二次开发工具 |
| 4.1.1 APDL参数化程序设计 |
| 4.1.2 UPFs用户可编程序特性 |
| 4.1.3 UIDL用户界面设计语言 |
| 4.1.4 Tcl/Tk语言 |
| 4.2 环境的设置及高阶矩阵的嵌入 |
| 4.2.1 用户子程序UELMatx的相关参数选取 |
| 4.2.2 环境变量设置及ANSYS中高阶矩阵嵌入 |
| 4.2.3 UEl Matx相关变量声明及用户子程序的嵌入 |
| 4.2.4 高阶矩阵嵌入的方法 |
| 4.3 位移边界条件的施加 |
| 4.3.1 拉格朗日乘子法 |
| 4.3.2 罚数法 |
| 4.3.3 罚函数法 |
| 4.4 本章小结 |
| 5.数值算例 |
| 5.1 弹塑性简支梁 |
| 5.2 自重作用下的斜面 |
| 5.2.1 斜面算例程序设计 |
| 5.2.2 计算程序设计思路 |
| 5.2.3 斜面数值模拟结果分析 |
| 5.2.4 尺度效应及误差分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6.结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 :硕士期间发表的论文及参与项目 |
| 致谢 |
（8）基于ANSYS-UPFs的土体常用本构模型二次开发及其在土石坝计算中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 土的本构关系研究概况 |
| 1.1.2 数值分析软件在岩土工程中的应用 |
| 1.1.3 拓展ANSYS软件在岩土工程计算的可行性概述 |
| 1.2 ANSYS-UPFs二次开发技术 |
| 1.2.1 UPFs概述 |
| 1.2.2 材料模型子程序usermat.f |
| 1.2.2.1 usermat.f的主要任务 |
| 1.2.2.2 增量型有限元迭代过程 |
| 1.2.2.3 usermat.f的相关变量说明 |
| 1.2.2.4 调用usermat.f的APDL命令 |
| 1.2.3 相关研究进展 |
| 1.3 土石坝有限元分析 |
| 1.3.1 土石坝有限元分析的研究进展 |
| 1.3.1.1 土石坝静力分析 |
| 1.3.1.2 土石坝动力分析 |
| 1.3.2 土石坝计算的难点 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 结构框架 |
| 1.4.3 创新点 |
| 第二章 基于ANSYS-UPFS的邓肯张模型二次开发 |
| 2.1 邓肯张模型的基本形式 |
| 2.1.1 切线弹性模量 |
| 2.1.2 切线泊松比 |
| 2.1.3 体变模量 |
| 2.1.4 卸载-再加载模量 |
| 2.2 邓肯张模型usermat.f子程序开发 |
| 2.2.1 增量本构关系 |
| 2.2.2 子程序的结构框架 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 邓肯张模型的数值验证 |
| 3.1 三轴压缩试验 |
| 3.2 有限元模型及分析框架 |
| 3.3 验证工况 |
| 3.3.1 单调加载的工况 |
| 3.3.1.1 邓肯张E-v模型 |
| 3.3.1.2 邓肯张E-B模型 |
| 3.3.2 考虑卸载-再加载的工况 |
| 3.3.2.1 邓肯张E-v模型 |
| 3.3.2.2 邓肯张E-B模型 |
| 3.3.2.3 分析与讨论 |
| 3.3.3 考虑围压变化的工况 |
| 3.3.3.1 邓肯张E-v模型 |
| 3.3.3.2 邓肯张E-B模型 |
| 3.3.3.3 分析与讨论 |
| 3.3.4 按照Mohr- Coulomb强度准则计算的工况 |
| 3.3.4.1 Mohr- Coulomb强度准则 |
| 3.3.4.2 与邓肯张模型的对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于ANSYS-UPFS的等效线性模型二次开发 |
| 4.1 土的动应力-应变关系 |
| 4.1.1 土的动应力-应变关系的基本特点 |
| 4.1.2 动剪切模量和阻尼比 |
| 4.1.3 土的动应力-应变关系的物理描述方法 |
| 4.1.3.1 动应力-动应变的非线性(骨架曲线) |
| 4.1.3.2 动应力-动应变的滞后性(滞回曲线) |
| 4.2 黏弹性理论 |
| 4.2.1 弹性模型 |
| 4.2.2 黏性模型 |
| 4.2.3 黏弹性线性动力模型 |
| 4.2.3.1 黏弹性模型的一般形式 |
| 4.2.3.2 土的黏弹性线性动力模型 |
| 4.3 等效线性模型use rmat.f的开发 |
| 4.3.1 等效线性模型的通常形式 |
| 4.3.2 等效参数G和D的确定 |
| 4.3.3 增量本构关系的推导 |
| 4.3.4 子程序的编制思路 |
| 4.3.4.1 第一次计算 |
| 4.3.4.2 后续计算 |
| 4.3.4.3 计算的收敛标准 |
| 4.3.4.4 计算过程中需要关注的状态变量 |
| 4.3.5 子程序的结构框架 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 等效线性模型数值验证 |
| 5.1 循环单剪试验 |
| 5.2 有限元模型及分析框架 |
| 5.3 验证工况 |
| 5.3.1 施加等幅周期切向应力 |
| 5.3.2 施加等幅周期切向位移 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 土体常用本构模型在土石坝计算中的应用 |
| 6.1 土石坝静力计算 |
| 6.1.1 数值算例 |
| 6.1.2 施工过程仿真 |
| 6.1.2.1 位移分析 |
| 6.1.2.2 应力分析 |
| 6.1.3 蓄水状态分析 |
| 6.1.3.1 位移分析 |
| 6.1.3.2 应力分析 |
| 6.2 土石坝动力计算 |
| 6.2.1 数值算例 |
| 6.2.2 地震时程分析 |
| 6.2.2.1 地震激励的选取 |
| 6.2.2.2 用户子程序的调整 |
| 6.2.2.3 计算结果和分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结语 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 研究生阶段科研成果 |
| 致谢 |
（9）基于ANSYS的阁山水库土石坝稳定性及渗流分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 土体本构模型研究现状 |
| 1.2.2 土石坝应力应变计算方法研究现状 |
| 1.2.3 土石坝渗流分析现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及方法 |
| 第2章 土石坝应力应变分析基本原理 |
| 2.1 ANSYS简介 |
| 2.2 土石坝有限元分析基本原理 |
| 2.2.1 土石坝的本构模型 |
| 2.2.2 邓肯-张(E-B)模型二次开发基本步骤 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 土石坝渗流及ANSYS分析基本理论 |
| 3.1 渗流分析原理 |
| 3.1.1 概述 |
| 3.1.2 渗流的达西定律 |
| 3.1.3 渗流的基本微分方程 |
| 3.2 ANSYS渗流分析基本原理 |
| 3.2.1 ANSYS热分析模块简介 |
| 3.2.2 渗流分析与热分析的相似性 |
| 3.3 ANSYS的渗流计算方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 阁山水库土石坝稳定性分析 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.1.1 水文资料 |
| 4.1.2 水库区工程地质 |
| 4.1.3 工程任务 |
| 4.1.4 工程布置及主要建筑物 |
| 4.2 建模与分层 |
| 4.2.1 有限元模型 |
| 4.2.2 网格划分 |
| 4.3 施工期及竣工期应力应变计算 |
| 4.3.1 施工期及竣工期计算结果 |
| 4.3.2 施工期及竣工期计算结果分析 |
| 4.4 蓄水期应力应变计算 |
| 4.4.1 蓄水期应力应变计算结果 |
| 4.4.2 蓄水期应力应变计算结果分析 |
| 4.5 调整参数的应力应变计算 |
| 4.5.1 调整参数的应力应变计算结果 |
| 4.5.2 调整参数的应力应变计算结果分析 |
| 4.6 不同施工过程对坝体位移的影响 |
| 4.6.1 一次加载坝体位移计算结果 |
| 4.6.2 不同施工过程的坝体位移计算结果分析 |
| 4.7 坝坡稳定性分析 |
| 4.7.1 坝坡稳定计算原理 |
| 4.7.2 计算屈服准则 |
| 4.7.3 坝坡稳定计算结果 |
| 4.7.4 坝坡稳定计算结果分析 |
| 4.8 本章小节 |
| 第5章 阁山水库土石坝渗流分析 |
| 5.1 建模与计算 |
| 5.1.1 有限元模型 |
| 5.1.2 网格划分 |
| 5.1.3 加载 |
| 5.2 渗流计算结果 |
| 5.2.1 渗流计算后处理方法 |
| 5.2.2 渗流计算结果 |
| 5.3 渗流计算结果分析 |
| 5.4 无反滤层情况下的渗流分析 |
| 5.4.1 有限元模型 |
| 5.4.2 无反滤层渗流计算结果 |
| 5.4.3 无反滤层渗流计算结果分析 |
| 5.5 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A |
| 附A1：邓肯-张模型二次开发命令流 |
| 附A2：固定网格修正渗透系数法命令流 |
（10）高心墙堆石坝拱效应特征分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 堆石坝概述 |
| 1.1.1 堆石坝的分类及特点 |
| 1.1.2 堆石坝的发展现状 |
| 1.2 拱效应 |
| 1.2.1 拱效应研究现状 |
| 1.2.2 研究拱效应的意义 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 土石坝应力变形研究与仿真分析 |
| 2.1 土石坝应力计算发展状况 |
| 2.2 土的本构模型 |
| 2.2.1 本构模型的选择 |
| 2.2.2 邓肯-张模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 ANSYS在土石坝分析中的应用 |
| 3.1 ANSYS的二次开发 |
| 3.2 ANSYS在土石坝工程中的应用 |
| 3.2.1 ANSYS在计算土石坝中的不足 |
| 3.2.2 利用APDL语言引入邓肯-张模型 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 堆石坝拱效应分析 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.2 有限元数值模拟 |
| 4.3 竣工期及蓄水期拱效应分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 拱效应影响因素分析 |
| 5.1 心墙土体泊松比的影响 |
| 5.2 心墙土体内摩擦角的影响 |
| 5.3 心墙土体粘聚力的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
四、ANSYS的二次开发及其在土石坝有限元分析中的应用（论文参考文献）
- [1]一种新的土石坝三维有限元参数化建模方法[J]. 黄明镇,金海. 厦门大学学报(自然科学版), 2021(06)
- [2]基于BIM的土石坝渗流安全监控与预警[D]. 王嘉星. 南昌工程学院, 2020(06)
- [3]考虑不确定性的土石坝湿化变形参数反演研究[D]. 张雯昕. 华北水利水电大学, 2020
- [4]深透水地基某土石坝三维非线性有限元分析[D]. 宋词. 华北水利水电大学, 2020(01)
- [5]土石坝粗粒料湿化变形试验研究[D]. 牛昂. 华北水利水电大学, 2020(01)
- [6]高面板堆石坝坝体变形规律及面板挤压破坏机理分析[D]. 普洪嵩. 昆明理工大学, 2020(05)
- [7]偶应力理论的有限元-无网格耦合方法及其应用[D]. 韩理. 中原工学院, 2020(01)
- [8]基于ANSYS-UPFs的土体常用本构模型二次开发及其在土石坝计算中的应用[D]. 曾勇文. 厦门大学, 2018(07)
- [9]基于ANSYS的阁山水库土石坝稳定性及渗流分析[D]. 马洪图. 哈尔滨工程大学, 2018(01)
- [10]高心墙堆石坝拱效应特征分析[D]. 李琼. 兰州交通大学, 2018(01)