混凝土面板堆石壩堆石體長(zhǎng)期變形特性研究.pdf

1、我國(guó)水電開(kāi)發(fā)正進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展期，開(kāi)發(fā)利用西部地區(qū)豐富的水能資源，需要修建高壩大庫(kù)。但這些高壩工程大多處于高山峽谷地區(qū)，交通十分不便，使得混凝土面板堆石壩成為最具競(jìng)爭(zhēng)力的壩型之一。修建超高(300m級(jí))的混凝土面板堆石壩已經(jīng)成為了一種必然趨勢(shì)，隨著混凝面板堆石壩越建越高，堆石體的長(zhǎng)期變形越來(lái)越受到工程界的關(guān)注。許多完建的高混凝面板堆石壩的面板出現(xiàn)了不同程度的開(kāi)裂破壞，這大多是由于設(shè)計(jì)、施工時(shí)未能預(yù)留充足的長(zhǎng)期變形引起的，因此建立考慮堆石

2、體長(zhǎng)期變形的混凝土面板堆石壩應(yīng)力變形有限元數(shù)值計(jì)算模型，獲得壩體長(zhǎng)期變形的分布變化規(guī)律，分析堆石體長(zhǎng)期變形特性是十分必要的。而對(duì)于混凝土面板堆石壩來(lái)說(shuō)，堆石體的長(zhǎng)期變形主要包括流變變形和濕化變形等。
　　本文首先通過(guò)編制計(jì)入流變變形的子程序，對(duì)ABAQUS軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。程序中以鄧肯-張E-B模型計(jì)算堆石體的瞬時(shí)變形，以七參數(shù)流變模型計(jì)算堆石體的流變變形。并以公伯峽混凝土面板堆石壩工程對(duì)子程序進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明：堆石體的流變變形

3、作用會(huì)使壩體的應(yīng)力變形有不同程度的增加，其中鉛直位移的變化最為明顯，且該計(jì)算結(jié)果與其他有限元流變變形計(jì)算結(jié)果相近。驗(yàn)證了編制的有限元流變子程序的合理性，為本文后續(xù)的研究奠定基礎(chǔ)。
　　其次，本文利用“雙線法”的原理進(jìn)行混凝土面板堆石壩堆石體濕化變形的有限元計(jì)算，并通過(guò)公伯峽混凝土面板堆石壩工程實(shí)例對(duì)該方法進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明：濕化變形作用對(duì)大壩的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)均有影響，應(yīng)力及位移的極值均會(huì)有不同程度的增加，該計(jì)算結(jié)果與其他有限元濕化

4、變形計(jì)算的結(jié)果相近。驗(yàn)證了該方法的合理性，為本文后續(xù)的研究奠定基礎(chǔ)。
　　最后，建立瑪爾擋混凝土面板堆石壩三維有限元模型，通過(guò)ABAQUS調(diào)用上述計(jì)入流變變形的子程序，并采用“雙線法”計(jì)算堆石體的濕化變形，獲得計(jì)入堆石體長(zhǎng)期變形的混凝土面板堆石壩應(yīng)力變形有限元計(jì)算結(jié)果，將該結(jié)果與不計(jì)入堆石體長(zhǎng)期變形的有限元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明：堆石體長(zhǎng)期變形對(duì)壩體及面板的應(yīng)力場(chǎng)及位移場(chǎng)均有影響。考慮堆石體長(zhǎng)期變形之后，壩體的位移及大、小主應(yīng)