混凝土面板堆石壩壩料分區(qū)優(yōu)化及壩體變形特性三維有限元分析.pdf

1、混凝土面板堆石壩是水工結(jié)構(gòu)中重要壩型之一,且在近三十年來發(fā)展迅速,但該壩型的設(shè)計經(jīng)驗階段,還無成熟的設(shè)計理論.為了提高設(shè)計水平,節(jié)省材料,減小投資,優(yōu)化設(shè)計方案,本文針對Bakun水電站混凝土面板堆石壩筑壩材料分區(qū)優(yōu)化問題以及施工期、運行期的沉降變形進(jìn)行了研究,得到一些對設(shè)計和施工有益的結(jié)論.論文開展了以下幾個方面的研究工作: 論文針對Bakun水電站混凝土面板堆石壩原設(shè)計分區(qū),根據(jù)壩內(nèi)3B料和3C料的不同組合,采用Duncan

2、 E-B模型,進(jìn)行了6個方案的計算比較.對于主堆石3B區(qū)的筑壩材料,采用DuncanE-B模型及南水雙屈服面模型進(jìn)行了兩種填筑方案的計算比較.對大壩材料分區(qū)及筑壩材料力學(xué)性能選取的合理性進(jìn)行了論證,并提出了建議. 混凝土面板堆石壩研究的核心問題是壩體沉陷變形、壩體和壩周縫變形引起的面板斷裂以及周邊縫止水失效等.堆石是面板堆石壩結(jié)構(gòu)的主體,其變形性態(tài)的合理性決定了對整個結(jié)構(gòu)變形性態(tài)的可靠性.本文針對Bakun水電站混凝土面板堆石壩

3、原設(shè)計方案,分別采用非線性彈性E-B模型、雙屈服面彈塑性模型以及考慮流變特性的E-B模型,進(jìn)行了三維非線性彈性靜力有限元分析,三維彈塑性有限元分析和三維非線性流變有限元分析.三維有限元數(shù)值分析時,考慮了施工期及完建蓄水后堆石料的流變性,堆石料任意時刻的變形由瞬時變形與隨時間變化的流變變形組成. 通過以上三種有限元數(shù)值分析,得到了Bakun水電站混凝土面板堆石壩施工期、竣工期以及運行期的沉降變形、側(cè)向變形、流變變形,得到了大壩面板