多場作用下混凝土面板堆石壩的有限元分析.pdf

1、我國混凝土面板堆石壩技術(shù)引進(jìn)較晚，但呈現(xiàn)出起點(diǎn)高、發(fā)展迅猛的發(fā)展態(tài)勢，加上其良好的適用性、安全性和經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，近些年來被工程界廣泛接受并采用，一度成為壩工界的首選壩型之一，不但積累了豐富的施工、檢測運(yùn)行和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，而且面板堆石壩的理論和計(jì)算方法的研究也得到了長足發(fā)展，特別是面板堆石壩有限元分析取得的一系列科研成果，對面板堆石壩技術(shù)的成熟起到進(jìn)一步推動(dòng)作用。然而，雖然面板堆石壩技術(shù)在我國日漸成熟，但實(shí)際工程中也反饋了大大小小的問題，特別

2、是混凝土面板開裂問題的普遍性，也反映了面板堆石壩技術(shù)的不足。堆石壩面板應(yīng)力計(jì)算也就成為了堆石壩計(jì)算分析的關(guān)系課題之一。但由于堆石壩面板工作環(huán)境的復(fù)雜性，影響其面板應(yīng)力量值大小的因素很多，計(jì)算過程中如何考慮諸種因素的作用，各作用又會(huì)給面板應(yīng)力分布帶來什么樣的影響使我們需要關(guān)心和探討的。
　　本文首先對混凝土面板開裂及其影響因素進(jìn)行了簡要探討，為下文有限元分析指定方向。然后基于ANSYS程序平臺完成對堆石體本構(gòu)模型的開發(fā)，使之能夠方便

3、應(yīng)用到堆石壩的計(jì)算分析之中，利用生死單元、多載荷步等功能實(shí)現(xiàn)堆石壩施工分層填筑和上游蓄水模擬過程。結(jié)合工程實(shí)際算例計(jì)算結(jié)果，了解堆石壩施工期重力場作用下堆石體的應(yīng)力和變形分布、蓄水期水力重力共同作用下堆石體的應(yīng)力和變形分布以及蓄水期水力場作用下面板的應(yīng)力和變形分布，深入認(rèn)識混凝土面板堆石壩真實(shí)的工作性狀。另外，探討了面板混凝土澆筑初期考慮日氣溫變化混凝土面板溫度場和應(yīng)力場的分布，計(jì)算分析了施工期氣溫驟降作用對面板應(yīng)力分布的影響。對面板頂

4、端分別取自由端和約束端考慮，分析了不同約束情況下溫度作用產(chǎn)生的應(yīng)力分布的影響，確定了兩者的差異，總結(jié)了溫度作用下面板應(yīng)力的分布規(guī)律。并結(jié)合工程實(shí)際對溫度應(yīng)力產(chǎn)生混凝土面板裂縫的可能性進(jìn)行了探討，通過對實(shí)際工程面板裂縫的走向、深度、分布規(guī)律等特征與有限元計(jì)算結(jié)果的比較分析，對實(shí)際工程面板裂縫產(chǎn)生的主要原因做出了解釋。并結(jié)合分析結(jié)果對面板加固方法提出相應(yīng)的建議，為設(shè)計(jì)施工提供技術(shù)支持。另外考慮到堆石壩混凝土面板裂縫產(chǎn)生的普遍性，針對溫度作用