三維非線性有限元分析在面板堆石壩中的應(yīng)用.pdf

1、混凝土面板堆石壩是土石壩的主要壩型之一，壩主體由堆石或礫石組成，起支承作用，其上游面設(shè)置混凝土面板起防滲作用。面板壩具有對(duì)基礎(chǔ)要求低、導(dǎo)流簡易、造價(jià)較低、施工簡便快速等特點(diǎn)，是當(dāng)前水利水電工程中推廣的三大新型壩型之一。特別在近30年來發(fā)展較快、應(yīng)用較廣，并逐漸成為有較強(qiáng)競爭力和發(fā)展前景的壩型。我國自“七五”以來，以西北口混凝土面板堆石壩為例，進(jìn)行了混凝土面板堆石壩的研究和實(shí)踐工作，取得了一定的工程經(jīng)驗(yàn)。 面板堆石壩的主要問題是壩

2、體變形以及隨之而來的接縫損壞和面板斷裂，而導(dǎo)致的滲漏。因此，變形問題已成為面板堆石壩設(shè)計(jì)的核心問題。本文結(jié)合工程中遇到的實(shí)際問題，以雙溝混凝土面板堆石壩為背景，對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行模擬，堆石體材料采用的本構(gòu)模型是鄧肯—張E—B模型，運(yùn)用自編的有限元計(jì)算分析軟件進(jìn)行三維靜力非線性有限元仿真分析，計(jì)算出了雙溝面板堆石壩的應(yīng)力變形規(guī)律，得到一些有益的結(jié)論。主要工作內(nèi)容如下： 1.根據(jù)給定的河谷形狀及有關(guān)資料，模擬壩體施工期和分期蓄水及正常運(yùn)

3、行期情況，結(jié)合筑壩材料參數(shù)的敏感性分析，進(jìn)行壩體三維有限元應(yīng)力變形分析。達(dá)到盡可能改善面板應(yīng)力、變形條件，防止面板出現(xiàn)裂縫，減少周邊縫附近的不均勻沉陷，避免面板脫空的目的。為設(shè)計(jì)決策提供必要的技術(shù)參數(shù)，取得好的效果。對(duì)提供的高趾墻體型進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，對(duì)選定的高趾墻的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算及應(yīng)力分析，同時(shí)對(duì)高趾墻部位的壩體、面板的受力情況進(jìn)行應(yīng)力、變形分析。通過上述分析，得出較為科學(xué)合理的壩體分區(qū)及各區(qū)填筑材料性能；合理的面板及分縫結(jié)構(gòu)形式。