基于应力-渗流-损伤耦合模型的重力坝三维水力劈裂数值模拟

摘要

裂缝的高压水力劈裂是混凝土高坝安全评估的重要部分.目前,重力坝水力劈裂的数值模拟绝大多数是二维的,对于坝体上游面经常出现的竖直裂缝的三维水力劈裂的数值研究几乎为零.本文提出一种应力-渗流-损伤耦合模型,用于混凝土重力坝三维水力劈裂的模拟.采用该耦合模型,模拟了一个内置裂缝的圆柱体试件的水力劈裂,数值结果与试验结果吻合很好,验证了所提耦合模型的合理性.在此基础上,采用该耦合模型,进行了国内某混凝土重力坝三维水力劈裂的模拟,数值模拟得到的损伤区域与设计院根据安全监测实测结果得到的范围基本吻合.研究结果表明:本文耦合模型可以方便、有效地进行重力坝三维水力劈裂的模拟,评估表面裂缝的危险程度.