基于COMSOL+Multiphysics的高拱坝渗流-应力全耦合分析.pdfVIP

第 32 卷 增 2 岩石力学与工程学报 Vol.32 Supp.2 2013 年7 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering July ，2013 基于COMSOL Multiphysics 的高拱坝渗流–应力 全耦合分析 王 瑞，沈振中，陈孝兵 (河海大学 水利水电学院，江苏 南京 210098) 摘要：基于COMSOL Multiphysics 平台提供的M 语言进行二次开发，研制多物理场全耦合分析模型，并开发计算 程序。结合黄河上游某水电站工程建立拱坝渗流场与应力场耦合的三维有限元模型，对比分析水库正常运行期考 虑与不考虑耦合情况下坝体和坝基的渗流场与应力场。结果表明，2 种情况下渗流场、应力场和位移场的分布规 律一致，数值有差别。相比不考虑耦合作用，考虑耦合作用所得到的渗流场等势线偏向下游，各位移分量都有不 同程度的增加，且坝体上游岩体的拉应力增加，坝肩和坝基下游岩体的压应力增加，造成坝基渗流场局部分布规 律变化，扬压力明显增大，对坝体和坝基稳定产生不利影响。可见，高坝考虑渗流–应力耦合作用效应是十分必 要的。 关键词：水利工程；渗流场；应力场；全耦合；高拱坝 中图分类号：TV 37 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2013)增2 –3197 –08 FULL COUPLED ANALYSIS OF SEESTRESS FIELDS FOR HIGH ARCH DAM BASED ON COMSOL MULTIPHYSICS WANG Rui ，SHEN Zhenzhong，CHEN Xiaobing (College of Water Conservancy and Hydropower Engineering，Hohai University ，Nanjing ，Jiangsu 210098 ，China) Abstract ：Based on M language offered by COMSOL Multiphysics ，a full coupled analysis model was developed ， and the corresponding calculating program was complied. And then ，a three-dimensional finite element model of an arch dam located on Yellow River was established. The coupled seestress field was compared with uncoupled condition under a selected reservoir operation case. The seepage field ，str