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面板堆石坝变形应力计算分析作者：张鸥盛超来源：《科协论坛·下半月》2013年第07期摘要：结合某100m级面板堆石坝工程，采用三维非线性有限单元法对该面板坝进行数值计算，其中材料本构模型选用邓肯张E-B模型，模型参数由常规室内三轴试验成果整理得到，对计算结果进行分析，说明该面板堆石坝坝体及面板的应力变形情况。
关键词：有限元 E-B模型变形应力中图分类号：TV311 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）007-001-021 工程概况某水利工程100m级面板堆石坝，坝顶高程362.0m，河床趾板建基面高程248.0m，坝长292.0m，顶宽9.2m。
水库正常蓄水位355.0m，总库容23.4亿m3，为年调节水库。
坝体堆石从上游至下游依次为垫层区、过渡区、主堆石区1、主堆石区2、反滤层、下游堆石区及块石护坡。
主次堆石区分界线以坝轴线高程348.0m为起点，以1：0.5坡比向下游倾斜到高程282.0m。
主堆石区在坝轴线以上靠近面板部位及坝体下部高程266.0m～281.0m的河床中部布置透水性较强的料场堆石料，为主堆石区2；其余部位布置河床砂砾石料，为主堆石区1，具体分区见图1。
2 计算网格参照坝体的施工及蓄水过程进行三维模拟，以坝横m为X轴，以坝轴m为Z轴，竖直方向为Y轴，竖直方向坐标采用实际高程坐标，建立直角坐标系。
根据该面板坝基础开挖图、坝轴线横剖面图以及实际的坝料分区情况，面板中部沿坝轴线方向每隔12m取一个断面，靠近岸边部位分隔加密而建立几何模型，将整个坝体沿坝轴线划分35个断面。
整个面板坝被分为6188个单元，6812个结点。
坝体三维网格如图2所示，其中选取河床中间最大剖面0+110.0m为典型横剖面如图3所示，并比较分析其计算结果。
图2 三维有限元网格图3 典型剖面网格3 计算工况本次计算中，根据坝体实际填筑与蓄水过程进行仿真加载，考虑水荷载是在坝体填筑完成并达到稳定变形后进行，主要分析正常蓄水位工况坝体及面板的变形应力情况。
混凝土面板堆石坝静力分析苏丹【摘要】预估坝体的变形分布、面板应力和变形以及周边缝和垂直缝的张开量和压缩量等对于面板堆石坝的设计具有重要意义，它可为坝体堆石材料分区、断面进行优化、施工进度安排、运行性态预测提供理论依据。
目前多采用有限单元法进行面板堆石坝的应力应变计算和分析。
由于二维有限元计算不能提供周边缝和垂直缝等的变形情况，而这正是面板堆石坝设计中最为关心的难题．因此，本文对于面板堆石坝进行三维有限元计算。
所得结果与结论对于面板堆石坝抗震优化设计与分析具有一定的实际参考价值。
【期刊名称】《山东水利》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】2页(P29-30)【关键词】面板堆石坝;有限元分析;应力;变形【作者】苏丹【作者单位】槐荫黄河河务局,山东济南250118【正文语种】中文【中图分类】TV641.4静力有限元分析可以得到坝体各部分的应力和应变数据，为面板堆石坝的静力分析提供依据。
有限元数值计算的核心是确定坝体的应力—应变关系，即本构关系。
坝体的本构关系受诸多因素影响，如成坝过程、颗粒组成、含水量、天然应力场、应力历史、密度、应力路径等，另外还与坝体的工作条件有关系。
要正确、全面地反映坝体的本构关系是十分困难的，只有通过对试验资料合理的模拟，建立出能够简单反映坝体主要特性的数学模型，才能获得更有价值的数据。
本文主要借助数值模型对渡口水电站工程面板堆石坝进行仿真数值模拟，以期得到有益的理论成果来指导工程设计。
1 应力应变有限元分析方法计算采用三维总应力有限元分析方法。
其中，堆石体静力计算模型采用Duncan E-B模型或沈珠江院士提出的南水双屈服面弹塑性模型，混凝土结构采用线弹性模型。
面板与垫层、趾板与地基、连接板与地基、防渗墙与地基之间采用无厚度接触面单元模拟接触特性。
趾板与连接板、连接板与防渗墙、面板与防浪墙间的接缝采用薄层单元模拟填缝材料的影响，缝中的木板采用线弹性模型模拟，木板两侧与混凝土接触用分离缝模拟。
基于E-B模型的面板堆石坝变形模拟
王栋;赵礼;张晓悦
【期刊名称】《浙江水利科技》
【年(卷),期】2018(000)004
【摘要】混凝土面板是面板堆石坝最主要的防渗体,其变形和开裂状态对大坝的整体安全至关重要,在设计阶段需要对施工期及运行期面板的变形做充分预测.土石散粒体的本构模型种类繁多,采用非线性弹性模型中的邓肯E-B模型,结合商业有限元数值模拟软件,对陕西省某水库沥青混凝土面板堆石坝进行数值模拟,对比多年以来坝体和面板的渗漏和变形观测数据,发现模拟结果很好地与实际情况相吻合,表明在混凝土面板堆石坝的变形模拟中,邓肯E-B模型具有很高的工程实用水平.
【总页数】5页(P59-62,71)
【作者】王栋;赵礼;张晓悦
【作者单位】浙江省水利水电工程质量与安全监督管理中心,浙江杭州 310012;浙江省水利水电工程质量与安全监督管理中心,浙江杭州 310012;浙江水利水电学院水利与环境工程学院,浙江杭州 310018
【正文语种】中文
【中图分类】TV641.4+3
【相关文献】
1.基于邓肯E-B模型的面板堆石坝应力变形分析——以毛家河水库面板堆石坝为例 [J], 余华
2.覆盖层上机板堆石坝防渗墙和面板应力变形的离心模型模拟技术 [J], 李国英
3.基于广义塑性模型的高面板堆石坝应力变形数值模拟 [J], 董国庆;何亮
4.基于Gudehus-Bauer亚塑性模型的面板堆石坝应力变形研究 [J], 陈泽钦;刘国明
5.基于不同本构模型的面板堆石坝应力变形分析 [J], 黄小华
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流变效应对面板堆石坝变形影响分析摘要：混凝土面板堆石坝工期短，投资少，施工简单，发展迅速。
目前面板堆石坝最重要的技术问题是石体变形控制。
因为混凝土面板的抗渗性与石体变形密切相关。
如果石体后期变形过大，混凝土面板和石块会经历空隙和裂缝，影响大坝的渗透和安全。
在以前的混凝土面板土坝设计中，使用弹塑性本构模型的计算结果往往与实测结果有很大差异。
因为石堆是一种弹性、韧性和粘性的组合物。
该材料的变形不仅受材料应力状态的影响，还受时间的影响。
换句话说，石头体具有流变特性。
因此，在混凝土面板堆石坝设计中，考虑岩石流动特性的应力应变分析在理论和实践中都是必要的。
关键词：流变效应；面板堆石坝；变形影响引言混凝土面板堆石坝的主要筑坝材料是堤坝。
研究表明，堆中非线性、非弹性和流变变形等复杂变形特征往往会随着时间的推移而变化。
但是，目前国内外大多数情况下面板土石坝的应力变形分析是基于邓肯-张-叶-b非线性弹性模型或沈-主双屈服弹塑性模型的非线性有限元方法，不考虑石流效应对面板土石坝应力变形的影响。
通过这些方法得到的应力变形结果更能反映大坝的主要应力变形，但从理论和实践两个方面来看，这些计算方法的结果并不能反映大坝应力变形的实际特性和变化规律。
分析和选择流变特性、流变计算模型及有限元计算方法的结果，结合国内某大坝工程，研究和探讨了石坝流变效应对石坝应力变形的影响规律，为石坝应力变形分析提供参考。
1项目背景混凝土面板堆石坝因对各类基础适应性强、就近取材和造价低廉等诸多优点，因此被广泛运用于水利工程中，本文针对大坝填筑过程中平行检测时发现填筑料级配指标与混凝土面板堆石坝设计规范及技术要求不完全相符，现场对坝体堆石区、过渡区和垫层区不同位置布置了多组物理力学试验，再根据试验力学指标对大坝应力变形进行三维有限元计算，并通过在流变效应2种工况下进行坝体和面板应力变形的不同结果进行对比分析，为后期面板垂直压性缝的缝宽设置提供依据，对有效预防面板开裂起到至关重要作用，可供同类工程借鉴。
基于子模型法的面板堆石坝三维应力变形分析朱敏;邓华锋;许晓亮【摘要】基于三维有限元非线性方法,考虑某高面板堆石坝面板分期施工浇筑的特点,建立精细模拟面板特性的子模型,用有厚度的接触面单元模拟坝体与面板的接触面,设置相应的连接单元模拟面板缝的相互作用,分析了该面板堆石坝在施工期和蓄水期坝体和面板的应力变形,并与类似坝高的面板堆石坝的计算或监测结果进行比较.结果表明:在施工期和蓄水期坝体的最大沉降值约为坝高的1％,位于次堆石区；面板应力以压应力为主,拉应力主要集中在面板与周边山体连接处；周边缝的最大错动剪切变形、最大张拉变形及最大沉降剪切变形均未超过30 mm.%Based on the 3D nonlinear finite element method, a sub-model is established for the refined simulation of characteristics of concrete face slab by considering the stage construction of a high CFRD. The interface element with certain thickness is employed to simulate the contact surface between dam body and face slab, and the relevant linkage element is set to simulate the interaction between joints of face slab. The stress-deformation behaviors of the CFRD during the construction and impoundment periods are analyzed. They are compared with the calculated results or the observed data of the CFRDs with the similar height. It is found that during the construction and impoundment periods, the maximum settlement is about 1 % of the dam body, and it occurs in the secondary rockiill area. The stress in the face slab is almost compressive one, and the tensile stress mainly concentrates on the connecting part between the face slab and the surrounding mountain. For the peripheral joints, the maximum sheardeformation of slippage, the maximum tensile deformation and the maximum shear deformation of settlement are all not larger than 30 mm. The proposed sub-model method may greatly improve the precision for calculating the stress and deformation of the face slab and preferably satisfy the design requirements of projects.【期刊名称】《水利水电科技进展》【年(卷),期】2012(032)006【总页数】5页(P27-30,59)【关键词】面板堆石坝;应力变形;子模型法;邓肯E-B模型【作者】朱敏;邓华锋;许晓亮【作者单位】三峡大学土木与建筑学院,湖北宜昌443002;三峡大学土木与建筑学院,湖北宜昌443002;三峡大学土木与建筑学院,湖北宜昌443002【正文语种】中文【中图分类】TV641.4混凝土面板堆石坝造价低，工期短，安全性良好，对地质条件的适应性强，并可充分利用当地材料，是一种富有生命力的坝型，正越来越多地应用于水利工程［1］。
邓肯E-ν模型与E-B模型的比较
朱俊高;周建方
【期刊名称】《水利水电科技进展》
【年(卷),期】2008(028)001
【摘要】为探讨邓肯E-ν模型和E-B模型的差异,首先利用糯扎渡堆石料的两种模型参数计算各自模型所反映的泊松比,并进行了比较分析;然后对两种模型自身理论公式所反映的泊松比的差异进行分析;最后,以261.5 m高的糯扎渡心墙坝为例,进行了有限元计算,研究两种模型计算得到的坝体内不同位置处的应力水平、弹性模量和泊松比的差异,进一步认识了两种模型的差异.
【总页数】4页(P4-7)
【作者】朱俊高;周建方
【作者单位】岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏,南京,210098;河海大学岩土工程研究所,江苏,南京,210098;岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏,南京,210098;河海大学岩土工程研究所,江苏,南京,210098
【正文语种】中文
【中图分类】TU43
【相关文献】
1.三轴试验E-μ模型和E-B模型的参数确定 [J], 罗琴;张远芳;李耀东
2.松塔水电站上游土石围堰邓肯E-B、E-μ模型参数试验研究 [J], 张亚丽;薛鹏松;张园园;王天祥
3.堆石体邓肯-张E-B模型反演参数的敏感性分析 [J], 秦瑞;涂小龙;李烈
4.基于ABAQUS平台的邓肯-张E-B和E-ν模型程序开发 [J], 江守燕;谢庆明;杜成斌
5.考虑颗粒破碎的钙质砂修正邓肯-张E-B模型 [J], 曾凯锋; 刘华北
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改进的邓肯—张模型在大坝应力应变分析中的应用
李宏恩;李同春;田景元;李艳;李成;梁栋
【期刊名称】《水电能源科学》
【年(卷),期】2010()3
【摘要】针对邓肯—张模型在土石坝有限元计算中不能反映中主应力对土体强度和变形的影响,分别采用邓肯—张E-B原始模型及其改进模型对双江口大坝进行三维有限元静力计算,研究了考虑中主应力影响的改进邓肯—张E-B模型对双江口大坝有限元静力计算结果的影响。
对比结果显示,由改进模型计算得到的坝体沉降减小,水平位移增大,表明考虑了中主应力的改进邓肯—张E-B模型使土体模量及泊松比增大,可更好地反映土体的应力—应变特性。
【总页数】3页(P63-65)
【关键词】邓肯-张模型;有限单元法;中主应力;应力-应变特性;双江口大坝
【作者】李宏恩;李同春;田景元;李艳;李成;梁栋
【作者单位】河海大学水利水电学院,江苏南京210098;中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,四川成都610072;江苏省交通规划设计院有限公司,江苏南京210005
【正文语种】中文
【中图分类】TV641.41;TU431
【相关文献】
1.基于应力应变曲线类型的邓肯张模型修正 [J], 沈启鹏;吴道祥;胡雪婷;郭佳诚;孟祥龙;魏东权
2.某填料应力应变曲线与邓肯-张模型关系初步探讨 [J], 吴晓
3.一种改进邓肯张模型及其在土石坝数值模拟中的应用 [J], 邵东琛
4.基于邓肯-张模型的结构性软土应力应变关系研究 [J], 杨爱武;梁超
5.基于修正邓肯-张模型模拟红黏土应力-应变关系 [J], 谷建晓;范理云;吕海波;陈宜虎
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基于COMSOL Multiphysics的高面板堆石坝应力变形分析邓七生(鄱阳县水利局 江西上饶 333100)摘要：为了研究100 m以上高面板堆石坝的应力和变形特性，该文采用Duncan-Zhang E-B非线性弹性双曲线模型，采用有限元软件COMSOL Multiphysics建立模型，利用MATLAB函数进行二次开发，对盘石头水库混凝土面板堆石坝的应力和变形进行了分析。
通过分析，获得了混凝土面板堆石坝在竣工期、正常蓄水条件、设计洪水位条件和校核洪水位条件下的应力和变形特征，为100 m以上高混凝土面板堆石坝的施工和运行提供了理论指导。
关键词：高面板堆石坝 应力 变形分析 COMSOL Multiphysics中图分类号：TV641.4文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2022)12(b)-0089-04Stress and Deformation Analysis of High Concrete Face Rockfill Dam Based on COMSOL MultiphysicsDENG Qisheng(Poyang County Water Conservancy Bureau, Shangrao, Jiangxi Province, 333100 China) Abstract:In order to study the stress and deformation characteristics of a face rockfill dam with a height of more than 100 m, the Duncan-Zhang E-B nonlinear elastic hyperbolic model was adopted in this paper. The finite ele‐ment software COMSOL Multiphysics is used to establish the model, and the MATLAB function is used for sec‐ondary development. The stress and deformation of the concrete face rockfill dam of Panshitou Reservoir are ana‐lyzed. Through the analysis, the stress and deformation characteristics of concrete face rockfill dam during the completion period, under normal water storage conditions, design flood level conditions and check flood level con‐ditions are obtained, which provides theoretical guidance for the construction and operation of concrete face rockfill dam with a height of more than 100 m.Key Words: High concrete face rockfill dam; Stress; Deformation analysis; COMSOL Multiphysics混凝土面板堆石坝因其对环境适应性强、施工方便、造价相对较低、抗震性能好等优点，在世界范围内得到广泛应用。
堆石体邓肯-张E-B模型反演参数的敏感性分析
秦瑞;涂小龙;李烈
【期刊名称】《水利天地》
【年(卷),期】2018(001)004
【摘要】邓肯-张E-B模型是一种用于堆石坝应力分析计算的非线性弹性模型.笔者对猴子岩面板堆石坝建立了三维有限元模型,结合正交试验法,分析出了模型中各参数对于堆石坝竖直沉降和水平位移的敏感性,试验结果为邓肯-张E-B模型中对竖直沉降位移敏感显著的参数为φ0、Kb和K,其他参数敏感性不强;对水平位移敏感性显著的参数为φ0、Kb、Rf、m和n,其他参数不敏感.
【总页数】7页(P8-14)
【作者】秦瑞;涂小龙;李烈
【作者单位】三峡大学水利与环境学院 ,湖北宜昌 443002;湖北省水利水电规划勘测设计院 ,湖北武汉 430000;广西水利电力职业技术学院 ,广西南宁 530023【正文语种】中文
【中图分类】TV641.4;O241.82
【相关文献】
1.基于蛙跳优化算法的土石坝邓肯-张 E-B 模型参数反演 [J], 王琛涛
2.邓肯E-B模型参数敏感性分析 [J], 杨玉生;刘小生;赵剑明;汪小刚
3.邓肯—张E-B模型参数对心墙土变形的敏感性研究 [J], 赵国军;翟守俊
4.堆石体邓肯-张E-B模型反演参数的敏感性分析 [J], 秦瑞;涂小龙;李烈;;;
5.基于均匀设计的邓肯E-B模型参数敏感性分析 [J], 燕乔;吴长彬;张岩
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Autobank软件在面板堆石坝应力应变计算中的应用摘要：混凝土面板坝应用广泛，筑坝材料主要有混凝土面板、堆石等。
堆石材料的应力——应变为非线性关系。
通过auobank建立二维有限元模型，较好的计算了坝体的应力和应变，为水利水电工程技术人员计算分析中低型面板堆石坝的应力应变提供了极大的便利。
关键词：面板堆石坝有限元应力应变1.前言面板堆石坝是我国应用十分广泛的一种坝型，应力应变是面板堆石坝研究的一个重要课题。
据调查统计，面板堆石坝的应力变形破坏占据较大的比例。
随着有限元技术的成熟，有限元法成为了面板堆石坝应力应变分析的主要数值方法，已经可以比较准确的计算面板堆石坝的应力应变。
但由于其边界条件复杂、模型建立困难，且现行规范对中、低坝的三维有限元计算应力应变并未做强制性要求，因此，简单、快捷、准确的对中、低坝的应力应变进行计算分析是十分有必要的。
Autobank软件是河海大学研发的一款专门针对水工结构稳定、渗流和应力应变计算的软件，在其应力应变计算模块中，定义有邓肯非线性弹性材料，具有专门的有限元模拟计算功能，能够得到令人满意的结果。
2.软件应用方法[1]Autobank软件针对面板堆石坝中堆石的本构模型推荐采用邓肯E～B模型，软件的应用按以下程序：①启动autobank（与之关联的CAD软件也相应启动），进入程序主界面。
②建模。
在软件主界面内建立模型，定义各种材料参数，其中混凝土面板和趾板为线性弹性材料；堆石、垫层和过渡层为邓肯E～B模型材料，需相应输入加载弹模基数K、破坏比Rf、凝结力c、摩擦角φ、加载弹模指数n、卸载弹模基数Kur、容重γ、体积弹模基数Kb、体积弹模指数m、摩擦角随小主应力减少系数DFy；定义接触面参数。
③单元划分。
可以采用半自动和全自动2种网格划分方法，本文采用半自动网格划分方法。
④荷载与约束。
施加填筑荷载、位移约束和渗透力荷载。
⑤保存图形文件，生成数据文件。
⑥求解。
⑦后处理。
基于邓肯E-B模型的面板堆石坝应力变形分析——以毛家河水库面板堆石坝为例余华【摘要】为定量分析拟建毛家河水库面板堆石坝在不同工况下的应力变形特性,基于邓肯E-B模型基本原理,采用ANSYS建立了面板堆石坝三维有限元模型,将模型数据导入ABAQUS进行菲线性求解计算.通过对毛家河水库面板堆石坝在完建期、正常蓄水位和校核蓄水位3种工况下坝体和面板的应力变形特性进行分析,结果发现:面板堆石坝坝体和面板的应力状态较好,应力普遍较低,坝体变形适中,蓄水后面板大部分区域处于受压状态,仅在纵缝底部出现较大拉应力,但分布范围有限.说明该面板堆石坝满足静力应力应变的相关要求,面板堆石坝的设计是可行的.【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2016(037)009【总页数】8页(P40-47)【关键词】面板堆石坝;稳定性;邓肯E-B模型;非线性;应力应变【作者】余华【作者单位】宜都市水利水电勘测设计院,湖北宜都443300【正文语种】中文【中图分类】TV641.2+5毛家河流域拟开发、利用河段位于湖北省兴山县古夫镇境内，距古夫镇约34.00 km。
在建的古夫至松柏二级公路从毛家河流域出口(两河口)经过，至拟开发利用河段距离约8.50 km。
毛家河流域面积224.60 km2，河流发源于神龙架林区，为香溪河干流的第三级支流，隶属于古夫河流域的右支流，在其上游的马家河段(两河口)汇入主河道。
流域内地势陡峻，沟谷深切，山顶高程一般在1 400.00～1 700.00 m，相对高差达900.00～1 300.00 m，最高点为2 239.00 m(于家山)属构造侵蚀高中山区。
毛家河流域出口多年平均径流量3.70 m3/s，多年平均径流总量达1.17×108 m3，可开发利用水资源丰富。
该区域地处亚热带北缘区内，是南北冷暖气流交汇要道，属于山区河谷亚热带气候，夏季峰面活动显著，多年平均气温15.3℃，多年平均降雨量为1 000 mm。
拟建毛家河水库大坝为面板堆石坝，坝高100 m，坝顶全长181.5 m，上、下游坝坡坡比为1∶1.4，坝体从上游至下游依次为：混凝土面板、过渡层、主堆石区、次堆石区。
经过多年的应用计算比较，在弹性模型中，邓肯E-B双曲线模型能较好地模拟堆石的变形性状，该模型的参数测定有比较成熟的经验，而且测试简单，因而被广泛地应用于混凝土面板堆石坝的计算中。
此外，双屈服面弹塑性模型可以考虑堆石料的剪胀～剪缩特性和应力引起的各向异性，在理论上要比非线性弹性模型合理，可以更加全面地反映堆石料的应力应变特性，同时又可以直接引用邓肯模型计算参数进行计算，所以在实际工程中得到较多应用[1-2]。
E-B双曲线模型是邓肯等人以σ3=σr=常量的三轴剪切试验为基础，将偏应力和轴应变拟合为双曲线关系式，并在假定土石料抗剪强度符合摩尔-库伦(Mohr-Coulomb)破坏准则条件下，推导出切线模量Et和切线泊松比Bt供弹性增量分析之用[3-7]。
切线弹性模量可表达为Et=(1-RfS)Ei式中，Rf为材料参数，称为破坏比，可表达为：式中，ult为偏应力的渐近值；f为土石料破坏时的偏应力，邓肯引用了摩尔-库伦破坏准则，从极限应力圆中的几何关系得到：式中 C——材料凝聚力；φ——材料的内摩擦角；S——应力水平，反映材料强度发挥程度，是判断坝体内是否产生极限平衡区的一项重要指标。
其表达式为：将式(3)代入式(4)中得：詹布(Janbu)根据试验研究指出初始切线模量与侧限压力存在如下关系式：式中k——切线模量基数，其值由初始切线模量Ei与侧限压力σ3试验曲线确定；n——切线模量指数，其值由初始切线模量Ei与侧限压力试验曲线确定；Pa——单位大气压力。
得出切线模量的完整表达式：其中切线弹模及初始切线弹模仅适用于荷载逐级增加的情况。
在很多情况下需要考虑重复加载与卸荷的问题。
根据三轴剪切试验的卸载与再加载结果，得出相应的卸载时切线弹模随着侧限压强而变化，可用下式计算：式中，Kur、nur是由试验确定的两个系数，其确定方法与b、n相似。
切线体积模量为：式中 Kb——体积模量系数；m——体积模量指数。
模型同时还考虑粗粒料内摩擦角随围压的变化：式中φ0——σ3等于单位大气压力时的φ值；Δφ——反映φ值随σ3而降低的一个参数。
综上，则三维问题的E-B模型表达式为：3.1 相关材料参数取值本文采用邓肯E-B模型计算毛家河水库面板堆石坝坝体和面板的应力变形，通过测试得到相关的邓肯E-B模型参数见表1。
大坝上游正常蓄水位570.00 m，校核蓄水位573.39 m，淤砂高程526.61 m，淤砂浮容重8.5 kN/m3，淤砂内摩擦角14°，面板与垫层之间的摩擦系数取0.5。
3.2 施工填筑过程和蓄水过程将坝体化分18层填筑施工层，每个施工填筑层都是一个加载步，即1—18荷载步为坝体填筑过程，第19、20荷载步为面板浇注过程，后期蓄水到正常工况共划分了5个加载步，最后1个荷载步为蓄水至校核工况，共划分了26级加载步。
其中，1—18级为大坝全断面水平分层填筑上升到坝顶；19—20级为面板浇注；21—25级为坝体挡水至正常蓄水位；26级为坝体挡水至校核蓄水位。
3.3 三维有限元网格模型首先，将大坝模型坐标导入ANSYS，在ANSYS中建立模型并划分网格，并编制ABAQUS可识别文件，最后将模型数据导入到ABAQUS中进行非线性计算分析，大坝的弹性模型采用邓肯E-B双曲线模型[8-12]。
根据堆石坝材料分区及河谷坡度绘制出坝体三维模型，对坝体模型进行网格划分时，应尽量使网格形状规则，这样有利于利用精度较高的六面体单元进行计算，最终面板堆石坝模型单元总数共计10 359个，节点总数12 464个。
在面板与垫层之间设置接触，以描述面板刚性与垫层料柔性之间的相对滑动变形，对周边缝和垂直缝采用薄层单元简化模拟。
大坝的三维有限元网格见图1、2。
边界条件：底部边界作为固定约束，而上部上、下游边界及顶部边界为自由边界。
4.1 坝体应力变形分析在以下分析中，规定顺河向位移以上游指向下游为正，铅直向位移以向上为正，横河向位移以左岸指向右岸为正；应力以拉为正，压为负。
首先进行施工期分期填筑模拟计算，得到施工期大坝的变形应力，在此基础上，分别计算完建工况、正常水位工况、校核水位工况下的坝体应力、变形。
各工况下极值大小及相应位置见表2和图4、5。
由表2可知：完建期，顺河向水平位移由坝体自重产生，坝体向上游最大水平位移值为5.35 cm、向下游的最大水平位移值为10.11 cm，分别发生于上下游坝面的中部。
最大沉降约36.84 cm，发生于坝体中部靠近次堆石区部位。
大、小主应力最大值分别为1.42、0.42 MPa，均发生于坝底中部。
正常水位下，在考虑了水压力作用后，坝体大部分区域的水平位移指向下游，指向下游的水平位移最大值为12 cm，发生在坝体下游面的中部；在靠上游坝体内有部分区域水平位移指向上游，最大值为0.74 cm。
大、小主应力最大值分别为1.47、0.45 MPa，均发生于坝底中部。
在校核水位下，指向下游的水平位移最大值为12.49 cm，发生在坝体下游面的中部；在靠上游坝体内有部分区域水平位移指向上游，最大值为0.69 cm。
大、小主应力最大值分别为1.49、0.45 MPa，均发生于坝底中部。
4.2 面板应力变形分析以下分析中，面板顺坡向位移以坡顶指向坡脚正，面板法相位移以面板法线方向为正，面板轴向位移以左岸指向右岸为正。
分析整理面板的受力变形，计算结果见表3和图6—10。
分析可知：在完建期，面板最大挠度为4.21 cm，发生于面板中部，方向向内侧，在正常水位和校核水位工况下，由于水压力作用，挠度增大，分别为12.99、14.16 cm，面板挠度等值线见图6。
完建工况下，面板由于自重，顺坡向向下位移较大，蓄水后，面板中部凹向坝体，面板底部向上拉起，顺坡向向下的位移明显减少，见图7。
在两岸坝肩的推力作用下，面板有两岸向中部挤压的趋势，故坝轴向位移两岸近似对称分布，见图8。
根据图7可知，在完建期工况时，面板垂直缝变形较小，发生变形方向均向坡脚朝下，面板垂直缝中上部变形稍大，当蓄水后，垂直缝变形有进一步减小的趋势。
而位于面板与趾板之间的周边缝变形均表现为张拉变形，且不同工况下变形量均在允许范围内，体现出面板分缝的合理性。
面板轴向应力和拉应力在完建工况下较小，在正常水位和校核水位工况下，随着水位上升，使得面板中部在较大压应力；且随着两岸面板向河床挤压，两岸面板出现较大的拉应力，特别是面板的底部区域，两种工况下，面板轴向最大拉应力分别为0.89、1.38 MPa。
完建工况下，面板顺坡向应力主要表现为压应力，高压应力分布在坝轴线中部，面板中下部，压应力最大值为1.46 MPa，分布在中部面板底部；拉应力分布在坝体左右两侧，最大值为0.93 MPa，发生在面板中部。
正常工况下，面板大部分区域的应力仍然表现为压应力，高压应力分布在坝轴线中部，1/2坝高处，顺坡向最大压应力值为2.06 MPa，发生于中部面板；在水压力作用下，面板挠度增大，面板顺坡向上移动，拉应力值有较大增加，主要分布在河床中心的面板底部，最大拉应力值为1.61 MPa。
校核工况下，拉压应力一定程度增加，分别为2.38、1.71 MPa。
图9、10为各工况下面板的顺坡向应力和轴向应力分布。
分析可知，面板的大部分区域应力为负，还是处于受压状态，但在垂直缝附近有明显的应力集中现象，且大都表现出拉应力，但是拉应力的大小有限，仅在垂直缝的底部拉应力较大，且分布范围有限，对面板的受力不会构成太大威胁。
另外，由图9看出，在面板自身重力作用下，面板顺坡向应力在垂直缝处存在部分不连续，但应力水平较低，而图10表示的面板轴向应力分布表明垂直缝处应力连续性良好，说明面板分缝是合理的。
本文利用ANSYS的前处理功能，建立了毛家河水库面板堆石坝三维模型并划分网格，通过编制ABAQUS可识别文件，将模型数据导入到ABAQUS中进行非线性计算分析，大坝体采用了邓肯E-B双曲线模型，结果如下。
a) 邓肯E-B双曲线模型可以较好的地模拟堆石坝的变形性状，该模型的参数测定有比较成熟的经验，测试简单。
b) 在完建期、正常水位和校核水位工况下，面板堆石坝坝体和面板的应力变形状态均较好，坝体变形适中，坝内应力普遍较低，蓄水后面板主要受压，说明该面板堆石坝满足静力应力应变的相关要求，面板堆石坝的设计是可行的。
c) 本文的模拟结果可毛家河水库面板堆石坝修建和后期运行的安全性评估提供参考。
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