施工期壩面過水面板堆石壩滲流場與應(yīng)力場的耦合分析.pdf

1、隨著混凝土面板堆石壩筑壩技術(shù)的發(fā)展,混凝土面板堆石壩越建越高、工程規(guī)模越來越大,已成為現(xiàn)代面板堆石壩發(fā)展的基本趨勢。在面板堆石壩的施工過程中,往往截流后壩基處理和壩體填筑工程量較大,造成汛期前不能將壩體填筑到攔洪高程,因此采用圍堰和大壩壩面過水的度汛方案往往是可供選擇的方案之一。對于采用壩面過水度汛方案的面板堆石壩,如何合理而準(zhǔn)確地進(jìn)行汛期及運(yùn)行期大壩的滲流和應(yīng)力變形分析,對于此類工程設(shè)計(jì)與施工具有重要意義。本文首先論述了面板堆石壩施工

2、期導(dǎo)流度汛標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)流方式及其選擇。論述了壩面過水度汛的一般程序,并結(jié)合工程實(shí)例加以說明。其次,基于滲流場與溫度場計(jì)算原理的相似性的對比分析,論證了在通用有限元程序ADINA中實(shí)現(xiàn)面板堆石壩滲流計(jì)算的可能性。基于非線性鄧肯-張EB本構(gòu)模型,通過在ADINA中應(yīng)用單元生死功能、時(shí)間函數(shù)、時(shí)間步的聯(lián)合設(shè)置來模擬了堆石壩分層填筑、汛期過水及汛后填筑過程。探討了堆石壩滲流場與應(yīng)力場相互作用的耦合機(jī)理,通過滲透系數(shù)與孔隙率之間的函數(shù)關(guān)系,建立了滲流

3、場與應(yīng)力場耦合分析的非線性數(shù)學(xué)模型。最后,基于上述研究成果,結(jié)合黃石灘面板堆石壩工程,分析了施工期壩面過水對大壩滲流場及應(yīng)力場的影響規(guī)律及對汛后大壩填筑的應(yīng)力場的影響規(guī)律。同時(shí)針對考慮堆石體滲流場與應(yīng)力場耦合這兩種情況,進(jìn)行了大壩滲流場及應(yīng)力場的二維有限元分析計(jì)算,獲得了上述兩種情況下大壩滲流場及應(yīng)力場的分布與變化規(guī)律。本文所建立或提出的上述模型及方法,為施工期壩面過水面板堆石壩的滲流場、應(yīng)力場及其耦合分析的計(jì)算方法進(jìn)行了一些探索,所獲