(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210615842.2 (22)申请日 2022.06.01 (71)申请人 大连理工大 学 地址 116024 辽宁省大连市甘井 子区凌工 路２ 号 (72)发明人 邹德高　屈永倩　孔宪京　陈楷　 刘京茂　 (74)专利代理 机构 辽宁鸿文知识产权代理有限 公司 21102 专利代理师 许明章　王海波 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06T 17/20(2006.01) G06Q 50/06(2012.01)G06F 119/14(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种高效的超深覆盖层土石坝防渗墙应力 变形的精细化分析方法 (57)摘要 一种高效的超深覆盖层土石坝防渗墙应力 变形的精细化分析方法， 步骤： 1)开展超深厚覆 盖层上高土石坝防渗墙两端土体的网格敏感性 分析， 得到精度 收敛的网格尺寸； 2)采用增量迭 代法开展超深厚覆盖层上高土石坝的数值模拟， 得到防渗墙 ‑心墙接头附近和防渗墙底部土体呈 带状剪切的局部大应变(剪切带)位置和长度； 3) 在剪切带位置处设置薄层单元模拟土体的局部 大应变特性， 同时放松周围同土体的网格尺寸要 求， 建立深厚覆盖层上高土石坝防渗墙受力状态 的高效精细分析模型； 4)采用增量迭代法开展深 厚覆盖层上高土石坝的非线性分析， 求解出防渗 墙应力和变形， 对防渗墙安全进行评估。 本发明 为深厚覆盖层上土石坝防渗墙的安全评价和设 计优化提供理论支撑和技 术手段。 权利要求书2页 说明书4页 附图5页 CN 114943170 A 2022.08.26 CN 114943170 A 1.一种高效的超深覆盖层土石坝防渗墙应力变形的精细化分析方法， 其特征在于， 包 括以下步骤： 第一步， 开展超深厚覆盖层上高土石坝防渗墙的两端土体的网格敏感性分析， 得到防 渗墙应力与网格尺寸的变化关系， 根据防渗墙应力的收敛性， 确定满足精度要求的土体网 格尺寸； 第二步， 基于第一步得到的土体网格尺寸， 建立超深厚覆盖层上高土石坝的有限元分 析模型， 采用增量迭代法求解该模型， 从计算结果中提取剪应变， 得到防渗墙 ‑心墙接头区 和防渗墙底部土体剪应变超过50％ ‑100％的呈带状的大应变区的位置和长度， 即所述呈带 状的大应 变区命名为剪切带； 第三步， 在第二步定位的防渗墙 ‑心墙接头区和防渗墙底部土体的剪切带位置处设置 薄层单元， 用于描述土体的局部大应变特性， 同时放松周围土体的网格尺 寸8‑16倍， 建立深 厚覆盖层上高土石坝防渗墙应力变形 的高效精细分析模型， 其中， 薄层单元长度不小于剪 切带长度， 宽度不大于第一 步网格敏感性分析确定的网格尺寸； 第四步， 采用 如第二步所示的增量迭代法对第三步建立的高效精细模型开展分析， 求 解出防渗墙 应力和应 变， 进而对防渗墙安全进行评估。 2.根据权利要求1所述的一种高效的超深覆盖层土石坝防渗墙应力 变形的精细化分析 方法， 其特征在于， 所述的高土石坝防渗墙类型可为悬挂式防渗墙和插入式防渗墙， 其中， 悬挂式防渗墙需在防渗墙顶部和底部均采用该方法； 插入式防渗墙只需在防渗墙顶部采用 该方法。 3.根据权利要求1所述的一种高效的超深覆盖层土石坝防渗墙应力 变形的精细化分析 方法， 其特 征在于， 所述的精细化分析 方法适用于二维或三维分析。 4.根据权利要求1所述的一种高效的超深覆盖层土石坝防渗墙应力 变形的精细化分析 方法， 其特征在于， 所述的高土石坝的堆石料和覆盖层的本构模型可采用非线性弹性模型 和弹塑性模型。 5.根据权利要求1所述的一种高效的超深覆盖层土石坝防渗墙应力 变形的精细化分析 方法， 其特 征在于， 第二 步所述的增量迭代法结合增量法步骤如下： 2.1)对于第i个增量步时， 其之前的第i ‑1步结束时的状态是已知的， 即位移{δ}i‑1、 应 变{ ε }i‑1、 应力{σ }i‑1和不平衡力{Q}i‑1为已知量， 并构建刚度矩阵[K]i‑1， 根据当前步的外荷 载增量{ΔP}i， 由公式(1)式计算第一次迭代的位移增量{Δ δ }i1： 由位移增量和计算中所采用的非线性本构模型， 确定应变增量 弹性应力增量 和实际应力增量 通过应变位移矩阵[B]， 确定不平衡力{Q}i1， 进而得到第二次 迭代的位移增量{Δ δ }i2： 以此类推， 如迭代了k次达 到收敛， 则该步的位移为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114943170 A 26.根据权利要求5所述的一种高效的超深覆盖层土石坝防渗墙应力 变形的精细化分析 方法， 其特 征在于， 所述的非线性本构模型包括邓肯张模型、 广义塑性模型、 剑桥模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114943170 A 3