万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文目录绪论研究背景及意义国内外的研究进展本文的主要研究内容基本理论及方法区间分析的基本理论正交试验方法基于有限单元法的土石围堰安全性分析基于非线性强度参数的围堰堰坡稳定性分析本章小结土石围堰参数敏感性分析乌东德水电站上游土石围堰工程概况防渗墙参数敏感性分析围堰堰坡参数敏感性分析本章小结基于区间分析的土石围堰防渗墙安全性研究围堰体参数的不确定性研究防渗墙应力的响应面设计响应面函数结果分析本章小结基于区间分析的土石围堰堰坡稳定性分析区间分析在,为的区间半径，为的中心值和个阶向量,对于任何向量,，可以得出定理如果是正则的，那么,万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文,,,万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文,万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文目录绪论研究背景及意义国内外的研究进展本文的主要研究内容基本理论及方法区间分析的基本理论正交试验方法基于有限单元法的土石围堰安全性分析基于非线性强度参数的围堰堰坡稳定性分析本章小结土石围堰参数敏感性分析乌东德水电站上游土石围堰工程概况防渗墙参数敏感性分析围堰堰坡参数敏感性分析本章小结基于区间分析的土石围堰防渗墙安全性研究围堰体参数的不确定性研究防渗墙应力的响应面设计响应面函数结果分析本章小结基于区间分析的土石围堰堰坡稳定性分析区间分析在,为的区间半径，为的中心值和个阶向量,对于任何向量,，可以得出定理如果是正则的，那么有迭代法区间迭代法的收敛条件是系数区间矩阵的区间宽度比较小，不适用于区间宽度较大的情况。迭代法将公式的系数区间矩阵进行分解其中，,为严格下三角阵，且,为严格上三角阵，且,与解线性方程组的方法相同，方程式的方法迭代公式可表示为,其中，,万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文作为特例，区间迭代法,区间迭代法,和区间迭代法,另有定义的收敛条件是要求系数矩阵是严格对角占优矩阵。他们能求出有效的区间解的前提条件是所求方程组要符合其收敛条件，所以他们的求解对象都具有特殊性。由于各种解法有各自的使用范围，没有种解法是通用的。所以，在实际的计算分析时，我们要根据所要解决的问题的具体情况和各种求解方法各自所需要满足的条件，具体问题具体分析，选取合适的方法来求解不同的区间方程组。正交试验方法正交试验法的基本原理是依据正交性与数理统计学，从大量试验点中选取有代表性的试验方案。般是先确定因素水平，然后根据因素与水平值数选取合适的正交表，再根据“正交表”来安排试验。由于正交表具有“均衡分散性”和“整齐可比性”的性质，因此，按这种方法设计的试验，能在做极少试验的情况下，得到能充分反映整体数据规律的试验结果。正交试验中，所要考察的结果称为指标，对试验指标能产生影响的参数称为因素，每个因素的具体试验条件称为水平。正交表用表示，其中为正交表的代号为试验的总次数为因素的水平数为正交表列数，为此正交表可以安排的最多的因素数量。正交表是正交试验设计的关键，其必须满足下面两个条件为了保证其均匀性，每列因素的不同水平在试验中出现的次数相同为了保证试验点分布的均匀性，任意两列因素的不同水平组合组成的数对在试验中出现的次数相同。正交试验表要能全面的反映试验结果，必须满足这两个条件。正交试验设计方法选取试验指标。根据敏感性分析中试验指标的选取原则，考虑到本文主要考察围堰体边坡的安全性和防渗墙的应力状态，因此，选取安全系数作为边坡参数敏感性分析的试验指标，选取防渗墙最大主应力与最小主应力作为防渗墙参数敏感性分析的主要试验指标。确定试验因素和因素水平。本文分别对影响围堰边坡安全性和防渗墙的应力变形的参数进行敏感性分析。正交试验结果分析方法正交试验的的原理是根据先正交表设计试验方案，然后再对各试验方案进行计万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文算，得到指标值，最后通过对试验结果的分析，判断各因素的敏感性大小。本文采用极差分析法对正交试验结果进行分析，以确定各因素对指标值的敏感性大小。设分别为试验中的不同因素为因素的水平数表示因素的第个水平值表示因素的第个水平值。为在下进行次试验得到个试验结果。计算统计参数为式中为因素在水平下所得到的试验结果平均值为因素在水平下的试验次数为第个试验指标值为所有试验结果的平均值。在参数敏感性分析中，各因素的极差值为极差分析法的评价标准，为该因素在各个水平下的试验结果平均值的最大值与最小值的差值。可表示为极差越大，表明该因素的水平改变对试验指标的影响越大，即说明这个因素的敏感性越大同理，极差越小，那么这个因素的敏感性也越小。基于有限单元法的土石围堰安全性分析有限单元法的基本理论有限单元法是种通过利用计算机技术，同时借助于数学和力学的知识，来解决工程技术上的问题的计算方法。用这种方法来求解深厚覆盖层土石围堰的应力应变时，是把围堰体覆盖层和地基等分解为有限个离散的单元体，各个单元体之间通过结点连接，从而形成个离散结构，作用在离散结构上的荷载就等效于作用在结点上的结点荷载。根据力的平衡条件，各结点荷载与结点力的关系如下由于每个单元的结点力都可以通过物理与几何性质来获得。所以，根据胡克定律，每个单元的应力与应变之间的关系如下式中，为弹性矩阵，在非线性弹性模型中是应力或应变的关系函数，在线弹性模型中为常数。根据每个单元的几何条件，再假定位移函数，然后再以此位移的模式确定各单元万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文应力与位移之间的关系式中为应变矩阵，与各单元的面积和结点的坐标有关。由式可得式中为应力矩阵。由虚功原理得式中为刚度矩阵。将式代入式中得基于的土石围堰应力变形分析是款功能非常强大的有限元计算软件，其非线性分析功能非常强大，能够模拟非常复杂的工程问题，在水利水电航空航天机械土木等众多领域应用非常广泛，为科学研究和工程应用做出了巨大的贡献，所以本文选取有限元软件软件来进行研究。本构关系由前人的研究成果可知，围堰体的本构模型及其参数的确定对防渗墙的应力有定的影响，因此，计算防渗墙的应力变形情况首先要确定围堰体和防渗墙的本构关系和模型参数。围堰填料的本构关系到目前，没有个统的计算模型和计算公式可以用来表示围堰填料土的本构关系。我国结合三峡二期土石围堰，对围堰体计算分析中使用较多的几种本构模型进行了研究，主要对邓肯张模型长江科学研究院剪胀模型模型广东水利水电科学研究院应变空间弹塑性模型邓肯张模型河海大学双屈服面弹性模型南京水利科学研究院双屈服面弹性模型样条函数模型等进行了比较和分析。通过对这些计算模型的比较与分析可以发现万方数据三峡大学全日制专业学位硕士学位论文邓肯张模型和模型计算的位移明显比其他模型计算的大，而且防渗墙的位移也更大，但是防渗墙内的压应力与拉应力却只有少量的增加。所以相对其它模型来说，这两个模型求得的位移值相对来说偏大两种双屈服面模型计算得到的应力与位移值比较相近。即当围堰体和防渗墙的垂直位移相差不大的情况下，当围堰体的水平位移大幅度降低，防渗墙的水平位移和应力也会有所降低相比其他模型，样条函数模型计算得到的防渗墙的拉应力和位移都有比较大的增加从上面的计算结果可以看出，两个双屈服面模型和邓肯张模型求得的结果较为合理。由于邓肯张模型应用比较广泛，且计算简单，与弹塑性模型相比，结果偏于安全，所以，在这里选取邓肯张为围堰体的计算模型。邓肯张模型的计算原理如下材料的切线弹性模量计算公式式中为实际主应力差与破坏时主应力差的比值，即应力水平为破坏时的主应力差与主应力差渐近值的比值，定义为破坏比，小于为初始切线模量，定义为式中分别为弹性模量指数和初始弹性模量基数为标准大气压。考虑到土石材料的非线性，其内摩擦角为如果偏应力的应力水平小于历史最大应力水平，且其小于历史上曾达到的最大偏应力时，采用回弹模量来进行计算般来说，与加载时的基本致。切向泊松比为万方数据分类号密级全日制工程硕士学位论文基于区间分析的土石围堰安全性研究学位申请人甘亮学科专业水利工程指导教师卢晓春副教授田斌教授二五年五月万方数据