坝基和坝体渗流问题杂交有限元研究

《坝基和坝体渗流问题杂交有限元研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、；識輯難猶調：晴．細纖柴續．嫌纖進觀曲紐側變輯雙１；）毒蓮設麗觀猶舞纖需ｒ麗嗎顯一擊．＇麵诲雌，；嘯谦福ｒ：品載熟彎鑛聲職．．＊＾１１邊議謂雜仁？－？戀雜腳掘觀｜｜｜；苦＇＾讓—－——－＾．二：二；．‘二＇；：．＾．：；；：线璋．，背矣苗也．，荀；々；以气評觀，靖；鄉蜂聲刮＇＾水‘皆如文主嘗譬ｔｏ幽證．；硕冷文：击学；；；；户；讓＇■－．又：－：京担＇：，：ｙ，斋满雜綺聽额基和則体渗流问感嗎＾｜｜夏杂交有限元研巧；；；．，ｆｃｉｌｐ．，，；１１１‘軒云懲達Ｉ驗蘇齡苗，喊嚮’屬擊禾．毒娜製：心．幕皆管酱磯１！１

2、１雜靈＂作者姓名奋亚婷讀霸義禱謹歸指导教师王辉副教授刪義霉纖；学科ｆ…学、，，．，瀑ＩＩ擊ｉｉ学科专业主木工穫巧；培养单位±木建筑学院．巧Ｈ指？學Ｉｔ？棒冀聖費ｔ－．．．话＞：：一京巧ｉ顯｜＃穿難．．義ｆｃｐｉ．纖＾．吉婦鶴賴黯酬ｉｇＫｐ．觀１；議攀畴議雜＾＾＾望独创性声明和使用授权书关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研充工作所取得的成果，，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中己经加Ｗ标注和致谢外本论文不包含其他人已经发表或撰写的研巧成果，

3、也不包含本人或他人为获得河南工业一大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我同工作的同志对研究所做的任何贡献均己在论文中做出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：日期：＞化啤６月支日学位论文使用授权书版本人完全同意河南工业大学有权使用本学位论文（包括但不限于其印刷版和电子．），使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部口（机构）送交学位将论文，学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，段保学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、

4、缩印或其他复制手保存学位论文。学位密学论文位论作文者签在解密后的使用授权同上。名；鳥＾ｋ各日期；年（月￥日指导教师签名：￡曰期；年６月曰辟聲学校代码_10463_密级□硕士学位论文坝基和和坝坝体渗流问问题题杂交交有有限元研究作者姓名高亚婷指导教师王辉副教授学科门类工学学科专业土木工程培养单位土木建筑学院完成时间二〇一五年五月HybridfiniteelementformulationforseepageanalysisindamfoundationanddambodyADissertationSubmittedfortheDegreeof

5、MasterCandidate：GaoYatingSupervisor：Prof.WangHuiSchoolofCivilEngineering&ArchitectureHenanUniversityofTechnology,Zhengzhou,China摘要渗流问题一直以来都是土木工程中的热门问题，尤其是带有自由面的渗流问题，这是因为渗流问题将直接影响大坝的安全。渗流自由面位置是预先未知的，本身是一个待求变量，从而增加了问题求解的困难。本文提出了一种基于基本解的杂交有限元法对二维稳态渗流问题进行计算分析，包括正交各向异性坝基的线性渗流分析和各向同性大坝带有自由面的

6、非线性渗流分析。作为近几年提出的一种新颖的数值计算方法，杂交有限元法是基于基本解插值的域型计算方法。由于问题基本解的线性组合被用于获得满足问题控制方程的基本解，所以该方法只需要单元边界积分，且单元形状可以是任意的多边形单元，非常适合复合材料及移动边界问题的计算分析，可以显著降低网格构造难度和网格数量。在本文中，正交各向异性和各向同性渗流问题的基本解被用于构造单元内部水头场，而常规形函数被用于构造单元边界上的辅助水头场。这两个独立构造的单元内部水头场和单元辅助水头场由一个双变量杂交泛函连接起来，进而利用泛函极值形成最终的求解方程组。根据基本解的物理定义，单元内部场自然

7、满足渗流控制方程，因此，本文算法中的所有二维单元域积分可以转化为一维单元边界积分。此外，多边型单元被构造用于自由面附近区域的计算分析，简化迭代过程中网格的重化分，减少计算量。本文首先对杂交有限元法进行验证，将解析解与本文方法计算得到的数值解进行对比来验证算法的计算精度和收敛性。然后，分析求解了正交各向异性坝基的线性渗流问题和各向同性大坝带有自由面的非线性渗流问题，讨论了计算结果。关键词：渗流；正交各向异性；各向同性；自由面；杂交有限元法；基本解iABSTRACTDuetothattheseepageproblemwilldirectlyinfluencethes