基于有限元與尖點突變理論的拱壩整體安全性研究.pdf

1、拱壩是水工建筑物中一種重要的壩型,相對于其他壩型而言,既經(jīng)濟安全、結(jié)構(gòu)合理,又外形美觀,這些優(yōu)勢在高壩中尤為明顯。因此,在國內(nèi)外的高壩建設中普遍采用拱壩。
　　拱壩因其自身特點,在水利水電樞紐布置設計中,較之其他壩型問題多、難度大。另外,拱壩體型也變化多樣,有許多問題亟待解決。近些年來,我國的拱壩建設有了巨大的發(fā)展,與此同時,拱壩的應力應變計算、壩肩的穩(wěn)定分析、動力分析與抗震、溫控、灌漿以及地基處理工程措施,拱壩優(yōu)化等技術也有著長

2、足的進步。伴隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的逐步實施以及國家電力能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,西南地區(qū)涌現(xiàn)出一大批已建和待建的高拱壩,往往這些壩基巖體地質(zhì)條件比較復雜,其設計和評價方法都沒有特定的依據(jù)可循,因此給拱壩的穩(wěn)定分析和安全評價提出了許多挑戰(zhàn)。
　　本文以布桑加拱壩為研究對象,對其進行不同工況下的非線性和動力分析,其中,壩體和基巖使用不同的單元模型和破壞準則,得出不同工況下的應力與位移值、彌散裂縫的分布情況等特征參數(shù)。將巖土工程中的尖點突變理論引入

3、到對拱壩整體安全度的求解中,解決了在非線性分析中采用超載法和強降法如何準確判斷結(jié)構(gòu)荷載的整體破壞問題,運用數(shù)學擬合的方法為求解壩體安全系數(shù)K提供了一種有效的方法。通過對數(shù)值模擬和拱壩優(yōu)化程序的計算結(jié)果分析表明:在應力求解中數(shù)值模擬方法因其產(chǎn)生了應力集中現(xiàn)象,求得的結(jié)果在角緣處的應力值明顯要大于拱壩優(yōu)化程序計算值;在安全度求解過程中數(shù)值計算結(jié)果相對于優(yōu)化程序結(jié)果較小,更接近于實際情況。本文針對左壩肩地質(zhì)缺陷部分采用了高壓固結(jié)灌漿的工程處理