高土石坝地震响应的弹塑性分析方法研究

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基本信息

项目摘要

The equivalent linear method is widely used in analyzing the seismic responses of earth-rock dams. In this method the stress-strain behaviour of dam materials is simulated by a viscoelastic model, and the hysteresis behaviour and the strain accumlations are considered in a separate way. Indirect consideration of the permanet strains in this method inevitably makes it impossible to obtain the real evolution of the permanent deformation of the dams and the damage processes of the water tight systems. The keystone for solving this problem is establishing a rational dynamical elastoplastic constitutive model for dam materials based on experiments. In this study, dynamical triaxial experiments and cyclic simple shearing experiments will be carried out on rockfill materials used in dam engineering. The elastic behaviour, the shear dilation (contraction) properties and the hardening behaviour will be investigated on the basis of experimental findings. Then, By vitue of the concept of generalize plasticity, an elastoplastic constitutive model that takes all the loading, unloading and reloading phases as elastoplastic processes will be constructed by defining the plastic flow direction, the loading direction and the representations for tangential moduli, elastic moduli and plastic moduli at different stages. The cyclic constitutive model will be embedded into an existing procedure and a computer program will be developped for the seismic responses of earth-rock dams.Afterward, verification of the constitutive model and the program will be perfomed by simulating the dynamical behaviour of a typical rockfill dam that were attacked by Wenchuan earthquake. Studying the above subjects will deepen the understanding of the properties of rockfill materials during cyclic loading and enrich the dynamical constitutive theories of soils. In additon, the elastoplastic analysis method is expected to be effectively used in practical high earth-rock dams for the prediction of seismic responses.
土石坝地震响应分析广泛运用基于粘弹性模型的等效线性化方法,将坝料应力应变滞回效应与永久变形分开考虑,通常无法获取坝体地震变形的真实发展过程及防渗体损伤过程。解决这一难题的根本途径是在试验基础上建立更合理的土石料动力弹塑性本构模型。本项目运用动三轴仪和动单剪仪对筑坝堆石料进行循环加载试验,研究加载、卸载及再加载过程中堆石料的弹性性质、剪胀(缩)及硬化特性。在广义塑性理论框架下,定义塑性流动方向和加载方向张量;建立不同加载阶段切线模量、弹性模量及塑性模量的表达式,从而提出一个将加载、卸载和再加载均作为弹塑性过程的动力本构模型,实现应力应变滞回效应与应变积累特性的统一描述。开发土石坝地震响应的弹塑性计算程序,并对遭受过汶川地震的典型堆石坝进行震害模拟,检验本构模型的合理性及计算程序的可靠性。本项目研究可以加深对堆石料循环加载特性的认识;丰富土石料的动力本构理论;实现高土石坝地震响应的弹塑性分析。

结项摘要

我国地处环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅山地震带之间,是地球上中、强地震活动最频繁的区域之一。另一方面,我国已建、在建和拟建的近百座百米级以上高土石坝大多位于高地震烈度区,这些高坝大库一旦因地震失事,后果将是灾难性的。因此,加强高土石坝地震灾变领域的研究工作,确保高坝大库的地震安全意义十分重大。本项目运用动三轴仪和动单剪仪对筑坝堆石料进行了循环加载试验,研究了筑坝堆石料在循环荷载作用下的应力变形特性;在此基础上定义提出了一个将加载、卸载和再加载均作为弹塑性过程的广义塑性本构模型;开发了高土石坝地震响应的弹塑性计算程序,并对遭受过汶川地震的紫坪铺面板堆石坝进行了震害模拟;研究了紫坪铺面板堆石坝的加速度响应、地震残余变形分布、面板脱空过程以及面板水平施工缝错台机理。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Discrete element simulations of shallow plate loading tests
浅板加载试验的离散元模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    International Journal of Geomechanics
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Fu Zhongzhi;Chen Shengshui;Liu Sihong
  • 通讯作者:
    Liu Sihong
堆石料流变的黏弹塑性本构模型研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王占军;陈生水;傅中志
  • 通讯作者:
    傅中志
高土石坝地震安全控制标准与极限抗震能力研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈生水;李国英;傅中志
  • 通讯作者:
    傅中志
Seismic responses of high concrete face rockfill dams: A case study
高面板堆石坝的地震响应:案例研究
  • DOI:
    10.1016/j.wse.2016.09.002
  • 发表时间:
    2016-07
  • 期刊:
    Water Science and Engineering
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    陈生水;傅中志;魏匡民;韩华强
  • 通讯作者:
    韩华强
The strength-dilatancy characteristics embraced in hypoplasticity
低塑性中包含的强度-剪胀特性
  • DOI:
    10.1007/s11709-013-0191-0
  • 发表时间:
    2013-04
  • 期刊:
    Frontiers of Structural and Civil Engineering
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Fu Zhongzhi;Liu Sihong;Wang Zijian
  • 通讯作者:
    Wang Zijian

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其他文献

堆石料的剪胀特性与广义塑性本构模型
  • DOI:
    10.16285/j.rsm.2015.07.013
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王占军;陈生水;傅中志
  • 通讯作者:
    傅中志
土心墙堆石坝坝顶裂缝扩展有限元模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吉恩跃;陈生水;傅中志;朱俊高
  • 通讯作者:
    朱俊高
粗粒土三轴试验橡皮膜嵌入量测量方法研究
  • DOI:
    10.11779/cjge202108019
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐卫卫;陈生水;傅中志;吉恩跃
  • 通讯作者:
    吉恩跃
“南水”双屈服面模型的两点修正
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    同济大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王庭博;陈生水;傅中志
  • 通讯作者:
    傅中志
位移多点约束法在面板堆石坝精细模拟中的应用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏匡民;陈生水;李国英;米占宽;傅中志
  • 通讯作者:
    傅中志

其他文献

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傅中志的其他基金

超深厚覆盖层上高土石坝静动力响应分析方法与控制技术
  • 批准号:
    U21A20158
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    260 万元
  • 项目类别:
砂砾石覆盖层的结构性本构模型与参数确定方法研究
  • 批准号:
    51779152
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    59.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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