ADINA软件在土石坝渗流场计算中的应用

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理正软件计算土石坝渗流稳定

用理正软件计算土石坝渗流稳定的方法1渗流计算1在CAD中绘制土石坝横断面图，图中坝坡下的长垫层为基岩，图例中有两种基岩，根据情况有几种画几种，长度为1.5-2倍坝长，注意不能使用镜像。

绘制时要注意并另存为DXF文件（最好存为最低版本即2000）2进行渗流计算打开理正岩土软件，选择渗流分析计算在选工程中选择软件生成结论的存储位置如上例，计算结论存在e盘考博文件中，确认后弹出下图直接点确认即可。

确认后点增，选择系统默认例题，点确认然后自动弹出下图中对话框然后点击左上角的“辅助功能”选择“读入DXF文件自动生成坡面、节点、土层数据”，弹出以下对话框选择已画好的CAD图打开打开后出现如下对话框，在图上双击后可放大图形，放大后可看到起始点编号（起始点在图中用红圈标出，及上游坝坡起始点）。

坡面线段数及坝坡分为几段，无马道土石坝坡面线段数为3，图例中有9条。

弹出以下对话框，在坡面形状中填写正确的上下游水位节点坐标一栏为理正自动生成坐标，不用修改土层定义一栏如下图，图中不同土性区域数为软件自动生成软件同时为不同区域编号，双击图中土石坝图形放大图形可以看到编号（如下附图2）Kx，Ky为土层的x，y向的渗透系数，同一土层两数相等且等于土层渗透系数，对应区号输入渗透系数（渗透系数由地质资料中查找）α值若无资料则都为0计算即可。

附图2面边界条件中，同样双击放大土石坝剖面图可以看到节点编号，顺时针输入计算所需要的坡面信息（即始末节点编号），面边界个数及浸润线可能经过的面，即上游所有水面线以下的坡面加上坝基上表面，下游所有坡面加坝基上表面，如图，蓝色为已知水面线，红色为可能的浸出面.点边界描述项数为2，节点即上下游水面线与坝体的交点，若下游无水则为下游坝脚，取值为0。

计算参数栏为系统默认，不用修改输出结果栏目中，需注意流量计算截面的点数一栏和理正边坡文件接口一栏。

流量计算截面的点数即下游截面所有点和基岩上表面所有点，如本例有5个，且须在右边一栏输入5个节点的坐标，坐标从第二栏节点坐标中查找。

土石坝渗流计算中的有限元应用研究

土石坝渗流计算中的有限元应用研究华静;杨华舒【摘要】分析探讨了有限元法应用于土石坝渗流计算存在的渗流自由面迭代、单元格剖分不当、自由面边界条件转化以及不同材料交界面边界条件渗透系数选取等问题，提出了相应的解决方法。

采用该解决方法，对某堤防工程应用常规有限元软件进行了渗流计算和稳定渗流分析，得到了满意的结果% This paper analyzed the problems exist in fnite element applied in calculations of the earth dam seepage, such as free surface solution, improper cell subdivision, transformation of the free surface boundary conditions, the permeability coeffcient values at the interface of different materials and boundary conditions, and the like, put forward the corresponding solution. The method can be applied for seepage calculation and stable levee seepage analysis through adopting common general fnite element software on an embankment project, and better results were got.【期刊名称】《中国水能及电气化》【年(卷),期】2012(000)007【总页数】4页(P15-18)【关键词】土石坝;渗流计算;有限元【作者】华静;杨华舒【作者单位】红河学院工学院,云南蒙自610000;昆明理工大学电力工程学院,云南昆明650051【正文语种】中文【中图分类】TV139.14目前求解渗流场的方法有数值计算方法、模型试验方法和水力学方法。

基于ADINA的软土坝基沉降分析_杨坪

J o u r n a l o f E n g i n e e r i n g G e o l o g y 工程地质学报 1004-9665/2008/16(4)-0533-06　基于A D I N A的软土坝基沉降分析＊杨　坪①②　杨　军③　许德鲜④　肖异智⑤(①同济大学岩土工程重点实验室　上海　200092)(②同济大学地下建筑与工程系　上海　200092)(③广州市市政工程设计研究院　广州　510060)(④西北综合勘察设计研究院　西安　710003)(⑤舟山市水利勘测设计院　舟山　316000)摘　要　为了预测拟建软土坝基的沉降量,弄清软土坝基的沉降规律及孔隙水压力的消散规律,本文采用有限元分析程序,对大坝软土坝基的沉降进行了分析研究。

研究结果表明:大坝的沉降经历了初始沉降、快速沉降和缓慢沉降3个阶段;通过分析,获得了坝基的沉降规律为H i l l模型,孔隙水压力的消散规律为指数衰减E x p d e c2模型,并得出了坝基的沉降量、附加沉降量及水平位移值,为大坝建设和类似坝基沉降预测提供了有价值的参考。

关键词　A d i n a　坝基　沉降　孔隙水压力中图分类号:T U472 文献标识码:AF I N I T EE L E ME N T A N A L Y S I SO FS E T T L E ME N TO FS O F TS O I L F O U N-D A T I O NU N D E RR E S E R V O I RD A MY A N GP i n g①②　Y A N GJ u n③　X UD e x i a n④　X I A OY i z h i⑤(①K e y L a b o r a t o r yo f G e o t e c h n i c a l E n g i n e e r i n g,T o n g j i U n i v e r s i t y,S h a n g h a i　200092)(②D e p a r t m e n t o f G e o t e c h n i c a l E n g i n e e r i n g,T o n g j i U n i v e r s i t y,S h a n g h a i　200092)(③G u a n g z h o u M u n i c i p a l E n g i n e e r i n gD e s i g n a n dR e s e a r c hI n s t i t u t e,G u a n g z h o u　510060)(④N o r t h w e s t R e s e a r c hI n s t i t u t e o f E n g i n e e r i n gI n v e s t i g a t i o n s a n dD e s i g n,X i a n　710003)(⑤Z h o u s h a nS u r v e y a n dD e s i g n I n s t i d u t e o f W a t e r C o n s e r v a n c y,Z h o u s h a n　316000)A b s t r a c t　I t i s t o p r e d i c t t h e s e t t l e m e n t o f s o f t s o i l f o u n d a t i o n u n d e r r e s e r v o i r d a ma n d t o s t u d y t h e l a wo f s e t t l e-m e n t o f s o f t s o i l f o u n d a t i o n a n d t h e l a wo f d i s s i p a t i o n o f p o r e w a t e r p r e s s u r e.Ap l a n e-s t r a i n F E M m o d e l w a s e s-t a b l i s h e d t o a n a l y z e t h e s e t t l e m e n t o f s o f t s o i l f o u n d a t i o n f o r r e s e r v o i r d a m.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e s e t t l e m e n t o f s o f t s o i l f o u n d a t i o n i n c l u d e d i n i t i a l s t a g e s,q u i c k s t a g e s a n d s l o ws t a g e s.T h e l a w s g o v e r n i n g t h e s e t t l e m e n t a n d t h e d i s s i p a t i o n o f p o r e w a t e r p r e s s u r e c o u l d b e d e s c r i b e d w i t h t h e H i l l m o d e l a n d t h e E x p d e c2m o d e l,r e s p e c t i v e l y.T h e m a x i m u mo f s e t t l e m e n t a n d t h e a d d i t i o n a l s e t t l e m e n t d u e t o d a mm a s s a n d t h e m a x i m u mo f h o r i z o n t a l d i s p l a c e m e n t w e r e o b t a i n e d.T h e r e s u l t s c a n o f f e r a n i m p o r t a n t r e f e r e n c e t o t h e c o n s t r u c t i o n o f d a ma n d t h e s u b s i d e n c e o f s i m i l a r s o f t s o i l f o u n d a t i o n.K e y w o r d s　A d i n a,F o u n d a t i o n o f d a m,S e t t l e m e n t,P o r e w a t e r p r e s s u r e＊收稿日期:2007-06-21;收到修改稿日期:2007-09-19.基金项目:上海市博士后科研基金资助项目(05R214145).第一作者简介:杨坪,从事土的工程性质、地基处理等方面的研究.E m a i l:c s u y a n g p@163.c o m1引　言软土是一种高压缩性、含水量大、强度低和透水性差的粘性土,软土地基的沉降是建构筑物经常遇到沉降问题[1～6]。

ADINA软件在土石坝渗流场计算中的应用

‘ 即单位体积热生成 _ ee 域内热源密度 F
率G O 已知边界温 c N c ee 两类已知边界条件 F " ! 度和已知边界热源密度 G O _ee 边界热源密度 M
c
若以渗透总水头 f 代替式中的 Y 三向渗透 I
c ‘ 系数 gWN 代替 _ 同时 _ g]N g^ 代替 X N X N X I _ I W ] ^ #
R 前言
渗流是土石坝的一个重要研究课题 M 土石坝的渗流属于地下水流的性质 I 其流动性态及对土石坝的破坏现象和过程 I 不易从表面发现 I 而在发现问题以后往往又难以补救 M 根据土石坝破坏的一些调查统计资料看 I 由渗流引起的破坏占相当高的比例 M 由此可见 I 渗流会对土坝稳定产生严重的危害 M 实际工程中 I 渗流边界条件非常复杂 I 介质也不单一 I 采用通常水力学近似解法难以得到满意结果 M 随着有限元技术的成熟 I 有限元法成为渗流分析的主要数值方法 I 对渗流场已经可以达到比较精确的模拟了 M JKL <J 软件是美国是基于有限元技术的 JKL <JS TK 公司的产品 I 大型通用分析仿真平台 I 其广泛应用到各个行业领域I 具有强大的前N 后处理功能和求解器M 在定义有渗流 JKL <J 软件的温度场计算模块中 I 材料 I 具有专门的渗流场模拟计算功能 I 能得出令人满意的结果 M

参考文献_CAE分析大系——ADINA在水利工程中的应用与开发_[共2页]

参考文献[1] 马野，袁志丹，曹金凤．ADINA有限元经典实例分析[M]．北京：机械工业出版社，2012．[2] 岳戈，陈权．ADINA应用基础与实例详解[M]．北京：人民交通出版社，2008．[3] 岳戈．ADINA流体与流固耦合功能的高级应用[M]．北京：人民交通出版社，2010．[4] K. J. Bathe. Finite Element Procedures[M] .London: Prentice Hall, 1996．[5] ADINA Theory and Modeling Guide V olume I: ADINA. ADINA R&D, Inc. 2013．Ⅲ．[6] ADINA Theory and Modeling Guide V olume : ADINA CFD&FSI. ADINA R&D, Inc. 2013[7] ADINA User Interface Command Reference Manual V olume I: ADINA Solids &Structures Model Definition.ADINA R&D, Inc. 2013．[8] ADINA Primer. ADINA R&D, Inc.2013．[9] ADINA Verification Manual. ADINA R&D, Inc.2013．[10] 陈亚南．考虑坝水动力耦合效应的高面板坝地震反应特性研究[D]．南京：河海大学，2014．[11] 孙辉．基于宏观和细观水土动力耦合理论的高土石坝地震反应特性研究[D]．南京：河海大学，2014．[12] 岑威钧，张自齐，袁丽娜，等．库水对高面板堆石坝动力反应的影响[J]．武汉大学学报（工学版）2015,48(4)．[13] 邓同春，岑威钧，董坤明，等．Duncan模型若干修正适用性研究[J]．水利与建筑工程学报，2013,11(3)．[14] 邓同春．基于ADINA的土石料本构模型开发及应用研究[D]．南京：河海大学，2013．[15] M T Manzari, M A Nour. On implicit integration of bounding surface plasticity models[J]. Computers andStructures, 1997, 63(3)．[16] 费康，张建伟．ABAQUS在岩土工程中的应用[M]．北京：中国水利水电出版社，2010．[17] 张卫东，岑威钧．基于ADINA的黏土广义塑性模型二次开发及验证[J]．三峡大学学报（自然科学报），2016,38(6)．[18] 王帅．考虑地基远域能量逸散及地震波斜入射时土石坝地震反应分析研究[D]．南京：河海大学，2012．[19] 袁丽娜．高土石坝地震动输入方法比较及应用研究[D]．南京：河海大学，2015．[20] 岑威钧，袁丽娜，袁翠平，等．地震波斜入射对高面板坝地震反应的影响[J]．地震工程学报，2015,37(4)．[21] 岑威钧，袁丽娜，王帅．非一致地震动输入下高面板坝地震反应特性[J]．水利水运工程学报，2013,(4)．熊，岑威钧，胡清义，等．多途径综合开发商业软件精细求解土石坝结构静动力反应[J]．岩石力学[22] 堃与工程学报，2013,32(1)．[23] 顾淦臣，沈长松，岑威钧．土石坝地震工程学[M]．北京：中国水利水电出版社，2009．。

ADINA在岩土工程中的全面应用--237页

*-------------------------------------------------------------------------------------*-------------------------------------------------------------------------------------* *定义稳定安全系数 * PARAMETER K '1.28' * *定义FAI及C * PARAMETER C_01 '50000' PARAMETER FAI_01 '0.1' * PARAMETER C_02 '30000' PARAMETER FAI_02 '0.1' * *-------------------------------------------------------------------------------------*-------------------------------------------------------------------------------------*
整个施工过程----第四步
整个施工过程动画
整个施工过程中竖直Z方向位移云图动画
整个施工过程中水平Y方向位移云图动画
整个施工过程中最大主压应力云图动画
钢支撑结构的变形图
钢支撑结构的轴力图
钢支撑结构的S方向弯矩图
钢支撑结构的T方向弯矩图
桥台基础施工阶段分析
几何模型示意图
钢管桩
有元模型
K=1.28时总体位移云图
K=1.28时YZ方向应变云图
三维边坡稳定分析
有限元模型
通过命令流进行强度折减

ADINA在水利工程中的应用

土体的固结沉降分析
、、
材料模型
,
丰
在各种工程问题中得到广泛应用
、
例如
堤坝开挖及回填对土体的扰动问题
。
混凝土坝的渗流分析
、
钢筋混凝土结构
,
徐变分析坝体的强度及稳定性分析等等
提供的材料模式能够完好真实的模拟土体等材料
,
例如其中的混凝土材料模式不仅可以模拟混凝土
非线性分析功能
触非线性等
。
工
能够有效地考虑各种非线性效应
,
,
包括几何非线性
,
、
材料非线性接
,
、
由于土木结构方面的材料非常复杂
,
包括混凝土材料
,
钢筋混凝土材料
,
岩石材料及
各种土体材料因此一般都需要进行材料非线性分析弹性
、
,
分析在线弹性假定下各种土木结构在
一定边界条件和载荷作用下的应力
。
中用户可以根据需要施加各种载荷
,
荷载可以随时间和空间位置的变化而变化
等
。
即载荷可以是时间和空间的函数
。
如静水压力
,
波浪力
可以根据实际清况考虑任意荷载工况和荷载工况组合
、
中土体的骨架材料可以是任意一种线性非线性材料或用户自定义材
。
,

第二章 ADINA功能简介

第二章 ADINA功能简介一、ADINA用户界面ADINA是一个全集成有限元分析系统，所有分析模块使用统一的前后处理用户界面ADINA User Interface (AUI)，易学易用，采用友好Windows图标风格创建几何模型，实现所有建模和前后处理功能。

其命令流文件Jobname.in自动记录跟踪用户的所有输入数据，用户可以根据需要随意查看、编辑Jobname.in文件达到重建或修改整个模型的目的。

ADINA-AUI的主要特点是：采用Parasolid为核心的实体建模技术，这是许多大型CAD 软件采用地一种几何建模技术，因此可以方便地创建各种复杂的几何模型。

同时，ADINA 提供各种几何数据接口，可以与当前的各种主流CAD软件实行无缝集成（如Unigraphics,SolidWork、SolidEdge、Pro/ENGINEER、I-DEAS、AutoCAD等等），直接利用CAD软件生成的几何模型进行有限元分析计算。

ADINA提供了多种网格划分工具，能对复杂模型进行全自动六面体网格划分，单元大小易于调整。

另外ADINA不但可以与CAD软件实现无缝连接，而且还可以与Nastran等软件交换有限元模型数据。

1 前处理功能：•Windows图标风格•用户可以根据需要添加和减少图标，任意组织界面•可对常用功能操作自定义快捷键•具有Undo和Redo功能•模型动态旋转、缩放和平移•快速方便的布尔运算，快速建立复杂模型•各种加载方式，载荷可以随时间和空间位置而变化•多种网格划分功能，可对复杂模型进行自动六面体网格划分2 后处理功能：•支持各种结果变量可视化处理方法，具有网格变形图、彩色云图、等值线图、矢量图、曲线图及其它实用绘图功能•同一窗口可以显示不同的结果图形•可对模型图进行隐藏、透明显示•屏幕或文件变量数据列表•方便的绘制出模型的任意点任一计算结果参量随时间或其他参量的变化曲线，例如应力－应变曲线、位移－时间曲线、应力－时间曲线等等•可以进行变量运算，从输出变量中定义导出变量•可以对相对结果进行图形显示（如最终时刻相对于t1时刻的变形情况－相对位移，常用于含地应力问题的变形结果处理。

面板堆石坝的面板数值仿真计算

n
Kur
φ0
nur
C
Rf
Kb
m
垫层
2.25
1,400 0.42 2200 49.0 0.38 0 0.85 750 0.20
过渡区
2.23
1,300 0.42 2100 49.0 0.38 0 0.85 740 0.20
主堆石
2.30
1,250 0.45 1950 53.0 0.40 0 0.90 600 0.40
基金项目（SLSDXY-QN2018-02）。
80
中国水运
坝基在竣工期和蓄水期的垂直沉降变形的分布规律。坝体及深覆盖层坝基竣工期和蓄水期的典型断面的垂直沉降等值线图分别如图 2、图 3，竖直向上为正。竣工期坝体及坝基的垂直沉降最大值为 0.77m，最大沉降值/坝高为 0.69%，位置约在坝体 47%；蓄水期坝体及坝基的垂直沉降最大值为 0.86m，最大沉降值/坝高为 0.77%，位置约在坝体 46%。在水荷载的作用下，坝体及坝基的沉降有所增加，但沉降的分布规律相似。这主要是由于趾板也坐落在深覆盖层上，在水压力的作用下，产生了较大的沉降变形。
0.33m。ADINA 二次开发程序计算的位移和应力结果符合模拟施工逐级加荷的计算规律。计算结果是可靠的，能够
进行实际堆石坝的应力变形分析。
关键词：ADINA 软件；堆石坝；数值计算；应力变形
中图分类号：TV698
文献标识码：A
文章编号：1006-7973（2019）05-0079-03
一、引言中国已建高混凝土面板堆石坝和在建的、拟建的高混凝土面板堆石坝，已经占全世界的 60%以上，并且我国在混凝土面板堆石坝坝高、工程规模和施工技术等方面都居世界前列 [1]。李炎隆等学者[2]在考虑温度荷载作用下，混凝土面板堆石坝的应力变形仿真计算与观测数据进行对比分析，结果基本一致。目前在土石坝渗流、闸阀仿真、边坡稳定计算、地下厂房和水工隧洞仿真等各个水工领域都有十分广泛的应用[3-6]。为满足工程和用户的需要，ADINA 提供了完善的二次开发功能[7]，允许用户灵活方便的自定义各种用户功能。本文针对建在深厚覆盖层上的面板堆石坝，主要研究坝体及面板的变形特性。依托某工程实例，构建一个有限元分析模型[8-9]，对深厚覆盖层上面板堆石坝的坝体及面板变形的变化规律进行研究。二、工程概况该坝坝址处大部分为厚度 44~48m 的覆盖层，其中表部水库淤积层厚约 2~4m，上部含碎石块石砂卵砾石层厚约 7~20m，中部砂卵砾石层厚 12~15m，是河床覆盖层的主体层，底部砂卵砾石层厚 5~10m。三、计算模型与工况对于堆石体和深覆盖层坝基采用应用时间较长、工程经验较多、实验数据易于收集的 Duncan E B 本构模型来模拟，对 ADINA 进行二次开发，对该深覆盖层上的面板堆石坝进行三维有限元应力变形计算与分析（图 1）。计算坐标系为笛卡尔坐标系，X 轴为坝轴线方向，由左岸指向右岸；Y 轴为顺河向，指向下游；Z 轴为高程，向上为正。堆石坝体以及深覆盖层地基主要采用八结点六面体等参单元来剖分，整个三维有限元模型共划分单元 70,191 个，

ADINA固结渗流处理方法及案例

离散单元（质量、弹簧、阻尼）
FOCUSED ON EXCELLENCE
ADINA求解岩土工程问题的关键技术
• 实体－壳过渡单元 • 非线性索单元算法
ADINA®
FOCUSED ON EXCELLENCE
弯矩曲率梁算法及其应用
ADINA®
弯矩－曲率、转矩－转角轴力相关，拉压区别多线性（屈服、发展、破坏）直接输入试验曲线，可指定卸载路径可直接定义刚性连接
输入流变系数/西原/冻土等常用的六参数岩体徐变模型各种混凝土… 粘土模型土体的固结、沉降计算
FOCUSED ON EXCELLENCE
ADINA求解岩土工程问题的关键技术
土建工程中很多问题都会涉及到状态非线性：
结构分析
接触
Lagrange 乘子算法
摩擦算法
状态非线性
单元生死
施工模拟
多孔介质属性
水渗透性
流固耦合
ADINA®
无需输入接触刚度
结果无人工因素影响
库仑摩擦接触压力相关算法各向异性算法温度相关算法 …(供12种) 用户开发的Goodman算法
刚度矩阵在某一时刻突然变化，导致收敛性的困难。
FOCUSED ON EXCELLENCE
ADINA求解岩土工程问题的关键技术
ADINA®
岩土分析
施工过程处理
单元生死技术，可以考虑时间效应
工艺模拟
锚杆、锚索支护
提供专用的Rebar单元
开挖、填充…
FOCUSED ON EXCELLENCE
求解结构非线性问题的关键技术
ADINA®
结构分析
静力瞬态动力模态计算频域分析无限远边界子结构断裂力学大尺度计算

用ADINA软件探讨降雨条件下的边坡渗流问题

收稿日期2323基金项目甘肃省自然科学基金(3ZS 2B 523)用AD I NA 软件探讨降雨条件下的边坡渗流问题米海珍,银晓鹏,方庆军(兰州理工大学土木工程学院,甘肃兰州　730050)摘　要:　按照比拟法将ADINA 软件中用于计算温度场的功能转换来计算边坡渗流问题;并按西北黄土地区降雨的可能情况设定了降雨条件,计算了边坡渗流过程中的入渗时间、入渗深度及最大流速,得到初步结论:降雨持时只是在一定范围内影响入渗深度;滑坡在时间上存在滞后效应.关键词:　降雨;边坡;ADINA 软件;渗流场;孔隙水压力中图分类号:　TU413.6+2 文献标识码:　A 文章编号:100420366(2008)0420139204Discussion on the Slope Seepage Flow underR a infall w ith A DI NA Soft w ar eMI Hai 2zhen ,YIN X iao 2peng ,FAN G Qi ng 2jun(School of Civil Engineering ,L a nz hou U nive rsit y of Science a nd Technology ,L anzhou 730050,China)Abstract :　The seepage of slope is calc ulated wit h t he ADINA soft ware.The rai nfall t ypes w hi ch proba bly appear in Loess A rea of china ’s nort hwest are consi dered.The t ime and dept h of rainfal l infilt ration and t he ma xim um flow speed are calculat ed re spect ivel y.The duration of rai nfall can i nfluence t he dept h of i nfil t ra 2t ion wi t hin a certain range and t here is a lag 2eff ect in t he formation of landsli des.K ey w or ds :　rai nf all ;slope ;ADIN A soft ware ;seepage flow fiel d;pore wat er pressure 水是滑坡发育的最为活跃的动力因素之一,在研究滑坡问题中有“无水不滑”之说.其中,降雨和滑坡之间的定量分析是当前的一个重要研究课题[1].调查研究表明,土坡失稳大多出现在雨季或暴雨之后,其中甘肃省史料所记载滑坡中降雨滑坡就占40.3%[2].可见,降雨滑坡比例较高,降雨入渗对土坡稳定具有重要意义.然而,以往的研究仅侧重于考虑饱和地下水对边坡稳定的影响.近年来,在国内外随着孔隙介质非饱和渗流和土体饱和渗流理论的发展,已越来越清楚地认识到雨季的土坡滑坡、泥石流等地质灾害与土体非饱和渗流密切相关.实际工程中,渗流边界条件非常复杂,介质也不单一,土层常呈层状变化,采用通常水力学近似解法难以得到满意结果.随着有限元技术的成熟,有限元法成为渗流分析的主要数值方法,对渗流场已经可以达到比较精确的模拟了.ADINA 软件是美国ADINA R &D 公司的产品,是基于有限元技术的大型通用分析仿真平台,其广泛应用到各个行业领域,具有强大的前、后处理功能和求解器.在ADINA 软件的温度场计算模块中,定义有渗流材料,具有专门的渗流场模拟计算功能,以下对边坡渗流进行试算探讨,分析其规律,供同行参考.第20卷　第4期2008年12月甘肃科学学报Jo urnal of G ans u Sci ences Vol.20　No.4Dec.2008:200801:0422011　降雨诱发边坡失稳的机理分析有些天然边坡很陡,但长时间却很稳定,而有些边坡虽然边坡坡角很缓,却在暴雨、连续阴雨期间或降雨过后发生失稳.据研究,边坡土体的负孔隙水压力(或基质吸力)在非饱和土质边坡的稳定性方面起了重要作用[3].降雨诱发边坡失稳的机理及其与降雨类型的关系已被广泛研究[4].降雨影响边坡稳定性及诱发边坡失稳的作用和机理是多方面的,其作用机理主要有如下2条:1.1　基质吸力降低工程中,多数时候遇到的边坡均为非饱和土体边坡.降雨入渗使得边坡非饱和带土体的基质吸力降低,产生暂态饱和,使坡体土体达到塑性状态.基质吸力的降低,则会导致边坡非饱和带土体的抗剪强度下降[5],也即土的c ′、φ′大幅下降.例如某处黄土当含水量<15%时,c ′、φ′值均较大(c ′=57kPa ,φ′=28.4°),但当含水量接近饱和状态时,c ′、φ′值均降低(c ′=26kPa ,φ′=18.9°).这是造成突发性滑坡的作用机理,降雨入渗引起非饱和土的基质吸力减小,土粒间胶结软化,吸附凝聚力减小[6].降雨强度愈均匀,持续时间愈长,边坡稳定性安全系数愈低(见图1)[7].图1　安全系数与雨时关系1.2　降雨补给地下水降雨对地下水的补给,一方面导致坡体的动水压力和静水压力的增加,当降雨入渗至基岩风化面或在隔水的各种粘土层处停滞下来,浸泡软化而形成软弱滑动面,促使和加速滑坡体的滑动.另一方面,降雨渗入地下形成向上的浮力,减弱了潜滑体自重作用在滑动面上的正压力因此,常常出现连续降雨超过某种程度时,边坡坡体便产生滑坡的现象2　计算原理ADINA 给出温度场的控制分析方程为[8]55x k x 5θ5x +55y k y 5θ5y +55zk z 5θ5z +q B=0,(1)θ|s 1=θ,(2)k n 5θ5n s 2=q s ,(3)其中θ为温度;k x 、k y 、k z 为介质三向热传导率;q B为域内热源密度(即单位体积热生成率);s 1、s 2为2类已知边界条件(已知边界温度和已知边界热源密度);q s 为边界热源密度.若以渗透总水头H 代替式中的θ,三向渗透系数K x 、K y 、K z 代替k x 、k y 、k z ,q 0代替q S ,同时q B 取为0,则上式变成55x K x 5H 5x +55y K y 5H 5y +55z K z 5H5z =0,(4)边界条件H |r 1=H ,(5)K n5H 5nr 2=q O,(6)这是熟知的渗流基本微分方程和2类渗流边界条件(已知水头边界和已知流量边界).比较式(1)～式(3)和式(4)～式(6)可见,按比拟法,在数学上土体渗流问题可认为是温度场问题的一种特殊形式.只需将温度场介质换成土体介质、热传导率换成土体渗透系数、温度换成渗流总水头,同时取域内热源密度为0,边界条件相应地变为已知水头分布和渗透流速分布,就可用AD INA 软件进行渗流场计算.3　算例按照以上的思路和方法,运用ADI NA 软件对图2所示的边坡进行降雨条件下的渗流计算.现取一边坡高5m ,坡度为1∶1.尽量接近西北黄土地区的降雨情况,假设降雨强度为40m m/h ,降雨持时为分别取3.0h 、3.5h 、4.0h 、4.5h 、5.0h 进行计算.渗透系数取为K W Z =0.03204m/h ,K W y =0.003204m/h.假定降雨过程中表面压力水头随时间呈线性变化如图图中①、②、③、④、⑤分别表示降雨持时为3、35、、5、5时的压力水头分布041 甘肃科学学报 2008年　第4期..2..0h .h 4.0h 4.h .0h .图2　表面压力水头时间分布单元采用平面热传导(22Dconduction)3节点单元划分.平面和坡面深1m 范围内采用0.25m ×0.25m 单元划分,其他的采用0.5m ×0.5m 单元划分见图3中网格.利用软件分别计算了5种情况,以下仅给出降雨5h 情形的压力水头分布、流速分布及最大入渗深度时的压力水头分布图(见图3～图5).图3　压力水头分布由图3、图5可以看出,在同一降雨强度不同时间的非饱和边坡渗流模拟中,由于降雨入渗作用边坡顶部及上部迅速被饱和,随后表面雨水逐渐向边坡深部下渗,形成从坡顶往深部压力水头由高到低的变化.随着降雨的继续,边坡顶部负压区进一步缩小,且负压绝对值减小.降雨结束时,由于地层中水继续下渗,在边坡一定范围的一定时间内压力水头继续升高.由图4可看出在坡角处流速最大.表1给出了不同降雨持时的各物理量.表1　不同降雨持时的各物理量值降雨持时/h 降雨结束时最大入渗深度/m降雨结束达到最大入渗深度时间/h最大入渗深度/m最大流速/mh -13.00.45083.250 2.1330.0323.50.55080.750 2.3980.0364.00.63578.500 2.5360.0394.50.70077.250 2.6980.0425.00.74076.5002.7010.042 由以上数据得出降雨持时和降雨结束时的入渗深度与降雨结束后的最大入渗深度的关系曲线(见图6、图7),降雨持时t (h)和降雨结束时的入渗深度与最大入渗深度()之间的关系拟合为下式()=63++55,=()H max (m )=-0.1429t 2+1.4301t -0.8699,r =0.996(8)由图6、图7及式(7)、式(8)可知:降雨持时和降雨结束时的入渗深度与降雨结束后的最大入渗深度不呈线性关系,随着降雨持时的增加,降雨结束时的入渗深度不断增大,但趋势逐渐减缓;降雨结束后的入141第20卷米海珍等:用ADIN A 软件探讨降雨条件下的边坡渗流问题 H m :H m -0.007t 0.04t 20.117t -0.18r 17渗深度也不断增大,当达到一定值时,不再变化.同一降雨持时下,降雨结束后的最大入渗深度明显大于降雨结束时的入渗深度.由此我们分析可知:降雨持时只是在一定范围内影响入渗深度;滑坡在时间上存在滞后效应.4　结语 (1)采用ADINA 软件温度场中的渗流计算分析模块功能进行降雨条件下的边坡渗流计算是可行的.(2)通过计算我们可以得出不同降雨条件下、不同时刻的边坡每一点水头、流速值,以及边坡整体的水头、流速分布图,进而分析出降雨持时和入渗深度的关系.(3)利用ADINA 软件强大的前后处理功能能够为考虑降雨条件下的边坡稳定分析以及滑坡的预测预报提供依据.(4)上述所计算的边坡模型未考虑垂直裂隙及可能出现的落水洞的影响,且没有取得实际的实验数据可供比较,进一步的工作有待继续研究.参考文献:[1]　黎志恒.兰州黄土滑坡与地下水入渗变形关系分析—以皋兰山滑坡降雨入渗试验研究为例[J ].甘肃科学学报,2003,15(专辑):1362139.[2]　吴玮江,王念秦.甘肃滑坡灾害[M ].兰州:兰州大学出版社,2006.[3]　L umb P.Efect of Rai nsto rm o n S l ope St abi lit y.Sy m.On HongK o ng Soil [M ].Ho ng K o ng ,1962,73287.[4]　包承纲.非饱和土的性状及膨胀土边坡稳定问题[J ].岩土工程学报,2004,26(1):1215.[5]　黄润秋,戚国庆.滑坡基质吸力观测研究[J ].岩土工程学报2004,26(2):2162219.[6]　刘祖典,党发宁.强度指标对滑坡稳定性的影响[J ].岩土工程技术,2002,(3):1402143.[7]　姚海林,郑少河,陈守义.考虑裂隙及雨水渗入影响的膨胀土稳定性分析[J ].岩土工程学报,2001,23(5):6062609.[8]　ADINA Theo ry and Modeli ng Gui de Volu m Ⅱ:ADINA 2T[K]A.DINAR &D ,2003.作者简介:米海珍(19562)男,甘肃省庆阳人,1996年毕业于中科院兰州寒旱所,获博士学位.现任兰州理工大学土木工程学院教授.主要从事岩土工程方面的教学与科研工作.241 甘肃科学学报 2008年　第4期。

对土石坝渗流安全监测仪器的几点认识

对土石坝渗流安全监测仪器的几点认识土石坝作为一种常见的储水构筑物，在人们的生产生活中扮演着至关重要的角色。

但与此同时，土石坝的安全也备受关注，因为任何一个环节出现问题，都可能导致水库垮塌，造成巨大的人员伤亡和财产损失。

而土石坝的渗流安全监测仪器则可以为土石坝的安全运营提供重要的帮助。

下面，笔者将对土石坝渗流安全监测仪器进行几点认识。

一、仪器的基本原理土石坝渗流安全监测仪器主要是利用多种技术手段，如电学、声学、光学、热学等，对土石坝体内的地下水、渗透水和浸润水等液态水体进行监测和分析。

通过对渗流变化的观测和分析，着重监测土石坝内部的渗流状态和渗透强度，以发现渗流安全隐患，保证土石坝的安全运营。

二、监测仪器的种类市场上常见的土石坝渗流安全监测仪器主要有以下几种：1.土体渗流监测仪：这是一种大型、复杂的设备，需要通过电学、声学等多种技术手段，对土体内部的渗流状态进行分析。

2.压力式渗流计：广泛应用于工程勘察、地下水测量、壤中渗流监测等领域。

3.电子压力计：主要是利用端子式测力传感器和独立放大器，实现对渗透强度的测量和准确分析。

4.渗透仪器：它主要是利用大型的模拟装置，模拟地下水与渗透水之间的渗透情况，从而分析土石坝体内的渗透强度和渗流状态。

5.声纳仪：通过对土石坝体内水流的声波传播速度进行探测和分析，以提供关于渗流状态的精确信息。

三、仪器的使用方法使用土石坝渗流安全监测仪器需要注意以下几点：1.在安装渗流监测仪器时，需要选好监测点，并对渗流观测点进行标记和调整。

2.在使用渗透仪器、压力式渗流计等仪器时，需要对渗透性进行合理的估算。

3.在日常照片处理时，需要根据设备的标准操作手册进行操作。

特别是在安装、调试和测试仪器时，要格外小心，以免造成设备故障和测量误差。

四、仪器的优点和局限性土石坝渗流安全监测仪器具有以下优点：1. 精度高、可靠性强，可以发现渗流安全隐患，提高土石坝的安全运行水平。

2. 操作便捷，方便日常监测和维护。

浅谈理正软件在土石坝渗流计算中的应用

信息技术37科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 市场,造成不安全隐患,极易导致事故发生。

2.2.4 对矿山企业使用非标设备缺乏技术手段监管个别矿山企业对某些安标设备识别度不够,或使用国家明令淘汰和禁用的矿用设备,不重视安标产品与普通产品差异,采购无安全标志的产品,导致使用不合格产品引发重大事故。

而监管部门没有技术手段及时有效获取矿山企业采购、生产数据,难以发现个别矿山企业使用非标设备进行生产。

2.2.5矿山企业安标设备老旧,未按要求定期检测、校验目前我国部分矿山企业所使用的安标设备是在20世纪八九十年代投入使用的。

虽然已经有部分国有大中型煤矿对这些设备进行了升级改造,安装了新一代数字化的矿用设备,但大多数煤矿还在使用老式的设备和机器,如果不定期、按时进行设备的检查和维护就容易造成安全事故。

2.2.6无法全面掌握矿用设备维护信息和状态信息,难以做到有效监督随着煤矿开采机械化程度的提高,设备种类、型号增多,规格加大,对设备使用情况日常维护和修理提出了更高的要求,目前设备使用情况主要存在以下问题。

(1)设备状况信息获取不及时:矿山企业对老旧设备状态信息隐报、瞒报,监管部门不能及时获取上述信息不及时,不能及时处理,是发生事故隐患。

(2)设备检修不到位:设备陈旧再加上煤矿职工整体素质不高,没有按规定时间进行检查、检修,日常维护保养,所以对设备的检查维修只能是哪坏修哪。

2.2.7缺少矿山设备故障预知手段因为缺少有效的预知手段,又由于煤矿井下环境复杂,造成设备的故障率都比较高,而设备一旦发生故障,再去维修或者是定期去维修,都会造成巨大的经济损失和人员伤亡。

目前矿山所采用的机械设备管理的好坏、安全设施配备是否齐全、设备维护及设备运行情况好坏等都没有较先进技术手段进行提前预知,不能在事故没发生时就发现并处理。

2.3矿用设备安全管理的需求2.3.1源头管理,隐患排查通过基于设备安全感知的矿山本安物联网的建设,加强对矿用产品安全许可标志的有效防伪和深度管理,防止可能给煤矿安全带来隐患的产品进入煤矿生产过程,从矿用设备的源头上防止煤矿灾害的发生。

某水库土坝渗流安全分析——采用理正渗流计算软件

钢材，能适应各种不同的地形、地质和气候条件，土
石坝广泛应用于江、河、水库等。据不完全统计，我
国兴建的各种类型的坝共有８万多座，其中９５％以上
为土石坝 ¨ Ｊ。由于土石坝是由土石料填筑而成的挡水建筑物，必然存在边坡、坝基稳定问题及渗透稳定问题。据统计，国内外土石坝的失事，约有１／４是由滑坡造成，还有１／４是由于渗流问题引起的… ，这表明深入研究渗流问题和设计有效的控制渗流措施是十分重要的。本文结合实际案例，以增城市某水库副坝的
土石坝是指由土、石料等当地材料填筑而成的坝，由于其可以就地、就近取材，节省大量水泥、木材和
坝面排水系统运行良好，大坝未发现裂缝、剥蚀、破损、塌坑、隆起、松脱等异常现象，背水坡未发现异常渗漏和管涌现象，未发现存在白蚁蚁害。２渗流计算工况
坝体典型断面布置示意如图１所示，拟定典型计算断
面如图２所示。
图１某水库副坝坝体典型断面布置示意（单位：ｍ）
图２拟定典型计算断面示意（单位：ｍ）
５计算参数的确定
６渗流计算成果
根据坝体钻孔勘探成果及副坝现场原位检测成果（包括坝体注水试验成果和坝基压水试验成果），本次

压密注浆处理回填土地基的沉降模拟分析

第8卷第3期2010年6月水利与建筑工程学报Journal of Water Resources and Architectural EngineeringVol.8No.3Jun.,2010收稿日期:2010 03 18 修回日期:2010 05 06作者简介:钱玉林(1962 ),男(汉族),江苏兴泰人,教授,主要从事土与结构物的相互作用的研究。

压密注浆处理回填土地基的沉降模拟分析钱玉林1,朱榆1,周余民1,2(1.扬州大学岩土工程研究所,江苏扬州225009; 2.江苏邗建集团有限公司,江苏扬州225009)摘要:为评价压密注浆处理回填土地基的稳定性,以某压密注浆处理回填土地基工程为例,使用大型通用有限元计算软件ADINA 建立模型,用重启平衡初始应力技术等,对回填土地基加固前后的沉降进行数值模拟,并与实测资料进行对比分析。

结果表明,采用ADINA 软件对压密注浆处理回填土地基进行沉降计算是可行的,计算结果与实测资料基本吻合。

通过ADINA 软件确定位移等势线,可以更加直观地观察加固地基土的位移、应力等情况,据此可以分析地基处理的稳定情况。

关键词:压密注浆;填土;地基处理;有限单元法中图分类号:TU433 文献标识码:A 文章编号:1672 1144(2010)03 0066 04S imulation Analysis on Back fill Foundation Treatment with Compaction GroutingQIAN Yu lin 1,Z HU Yu 1,ZHOU Yu min1,2(1.Geotechn ical Engineering Institute,Yang z hou University ,Yang z hou,Jiangsu 225009,Ch ina;2.Jian gsu Han j ian Grou p ,Co.,Ltd.,Yangzhou,Jiangsu 225009,China)Abstract:In order to evaluate the stability of backfill foundation trea tment with compac tion grouting,the settle ment c onditions of the backfill foundation before and after treating are modelled by using the software ADI NA to set up the model and using the restar t ing technology to bala nce the initial stre ss and so on,a nd they are analyzed and compa redwith the measured data.The re sults show tha t the method as mentioned above is feasible in the calculation of settle ment of the bac kfill foundation treatment by c ompaction grouting as it could be used to obse rve the foundation s se ttlement,stress,and so on more directly.Keywords:compaction grouting;back filling;foundat ion treatm ent;FEM1 概述根据勘察报告,某小区场地土层分布主要为:(1)耕植土:层厚0.4m,灰色,褐灰色粉质粘土,可塑状,无摇振反应,稍有光泽,韧性中等,夹粉土小薄层,含有机质,稍有臭味,表层薄土不参与计算;(2)粉质粘土:层厚13m,灰黄色夹灰白色条带,硬塑状,稍有光泽,干强度、韧性高,致密结构,局部铁锰结核富集。

基于ADINA软件的堆石坝仿真计算方法

基于ADINA软件的堆石坝仿真计算方法时晨;王玉才;康燕霞【期刊名称】《中国水运（下半月）》【年(卷),期】2018(018)011【摘要】[目的]在有限元软件ADINA自身开发的应用基础上,寻求适用于面板堆石坝的仿真方法.[方法和过程]采用DuncanE-B本构模型,并将其编程嵌入到ADINA 软件,对某工程实例进行数值计算验证,同时实现了三维坝体的施工和蓄水仿真模拟.[结果]堆石坝坝体的垂直位移最大值发生在坝体的中部,约为坝高的1/2～1/3处,为0.510m,占坝高的0.55％,在堆石坝沉降变形范围内.水平方向的最大位移在坝高的中下部1/3处,并且在下游坝坡方向.大主应力和小主应力自上而下逐渐增加,最大的应力值坝体中心线的坝基处.[结论]通过计算结果得出,在有限元软件ADINA上开发的计算程序所得出的位移和应力计算数据与工程监测的结果近似,且符合模拟施工逐级加荷的模拟工序.故该方法是可以对实际工程堆石坝的应力变形进行分析.【总页数】3页(P63-64,67)【作者】时晨;王玉才;康燕霞【作者单位】甘肃农业大学水利水电工程学院,甘肃兰州 730070;甘肃农业大学水利水电工程学院,甘肃兰州 730070;甘肃农业大学水利水电工程学院,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】TV641【相关文献】1.基于ADINA的面板堆石坝三维子模型法研究 [J], 许晓亮;王乐华;邓华锋;朱敏2.基于邓肯E-B模型的面板堆石坝应力变形分析——以毛家河水库面板堆石坝为例 [J], 余华3.ADINA软件在土石坝渗流场计算中的应用 [J], 熊政;何蕴龙;韩健4.基于非稳定场的堆石坝混凝土面板温度应力仿真分析 [J], 管志保; 李国祥5.基于Anylogic的面板堆石坝交通仿真系统研究 [J], 赵瑜;王高伟;孙凯;张建伟;鲁显景因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。