基于扩展有限元法的均质土坝裂纹模拟 - 岩土工程学报.pdf

第 35卷 增刊 2 岩 土 工 程 学 报 Vol.35 Supp.2 2013 年 .10 月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Oct. 2013 基于扩展有限元法的均质土坝裂纹模拟 阮 滨 1，2 ，陈国兴 1，2, 王志华 1，2 (1. 南京工业大学岩土工程研究所，江苏 南京 210009；2. 江苏省土木工程防震技术研究中心，江苏 南京 210009) 摘 要：裂缝是土坝震害中发现率最高的一种地震损害现象，它严重影响土坝结构的性能和功能。对汶川地震中均质 土坝坝体开裂情况进行了统计分析。基于 ABAQUS 软件研发的并行计算集群平台和二维扩展有限元法，对均质土坝坝 顶的初始裂纹扩展路径进行了模拟，结果表明：扩展有限元法对网格划分的要求比较高，网格须均匀，网格的疏密程 度对计算的结果影响不大；输入地震动水平相同时，均质土坝坝顶的初始裂纹越深，均质土坝裂纹的扩展也越深；随 着输入地震动峰值加速度的增大，均质土坝裂纹的路径扩展越深，裂纹的扩展规律符合实际土坝坝顶的开裂情况，对 土坝坝顶裂纹深度的判断和预测有一定的指导意义。 关键词：土坝裂缝；裂纹扩展；数值模拟；扩展有限元法 中图分类号：TV641.2 文献标识码：A 文章编号：1000 –4548(2013)S2 –0049 –06 作者简介：阮 滨(1987 – ) ，男，博士研究生，主要从事土石坝抗震减灾研究。E-mail: ruanbin666@163.com 。 Numerical simulation of cracks of homogeneous earth dams using an extended finite element method 1, 2 1, 2 1, 2 RUAN Bin , CHEN Guo-xing , WANG Zhi-hua (1. Institute of Geotechnical Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China; 2. Civil Engineering Earthquake Disaster Prevention Center of Jiangsu Province, Nanjing 210009, China) Abstract : Cracks are most frequently and easily to be detected in seismic damage of earth dams, which may seriously affect the performance and function of the earth dam structure. Statistical analysis for crack situations of homogeneous earth dams in Wenchuan Earthquake is conducted, and based on finite element parallel computing cluster platform of ABAQUS, a model for crack propagation of homogeneous earth dams is established by means of the two-dimensional extended finite element method.