高坝开裂过程的三维p-型自适应复合单元方法研究

建立高坝结构开裂过程的三维仿真分析和安全度评价方法。在力学模型方面重点考虑材料的非线性损伤分叉性质，同时考虑渗流与温度的影响、施工和运行的过程、结构内接缝和地基内大规模断层与局部化带的组合等重要因素。在数值分析工具方面重点研究引入内嵌不连续局部化带和含奇异插值项单元构造的复合单元技术，以考虑混凝土（岩体）、接缝（结构面）等多重介质。借助阶谱的概念，将复合单元纳入有限单元法分析中去。当某复合单元不含接缝（结构面）时，即退化为常规有限单元。应用该方法时，网格划分可先不考虑接缝（结构面）的存在，在常规有限单元网格的基础上，根据接缝（结构面）的相关信息，形成复合单元网格信息。当接缝（结构面）的数量与方向改变时，网格拓扑关系不变。采用p-型自适应算法，实现单元阶数的动态变化，以保证分析精度。.成果对高坝结构的新设计理论和方法研究有较大推动作用，在我国水电工程高坝枢纽的建设中有较大应用前景。