高面板堆石壩靜力和動(dòng)力分析及面板豎縫影響研究.pdf

1、在水利工程的諸多壩型中，混凝土面板堆石壩(CFRD)具有很多優(yōu)勢(shì)，可以利用當(dāng)?shù)夭牧辖ㄔ?，地形和地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，造價(jià)低，導(dǎo)流簡便，運(yùn)行可靠，抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外水利水電資源開發(fā)過程中起著重要的作用。國內(nèi)外專家學(xué)者都肯定了其良好的發(fā)展前景，在近幾十年發(fā)展非常迅速，無論在數(shù)量和高度都有明顯增加。然而，目前有些高混凝土面板堆石壩已經(jīng)開始出現(xiàn)面板接縫混凝土擠壓破壞的現(xiàn)象。由于在面板壩設(shè)計(jì)中，有整塊的薄而剛度大的面板鋪在有約束力的墊層上，出

2、現(xiàn)收縮裂縫，因而面板應(yīng)該合理設(shè)置豎縫。在現(xiàn)有的研究中，大多數(shù)計(jì)算模型中的面板沒有設(shè)置豎縫，關(guān)于面板豎縫對(duì)堆石壩應(yīng)力應(yīng)變和動(dòng)力特性影響的研究較少。因此，全面了解面板分縫對(duì)面板和壩體的應(yīng)力變形以及地震作用下的動(dòng)力特性的影響對(duì)大壩設(shè)計(jì)及安全運(yùn)行具有積極的意義。本文采用數(shù)值分析方法（有限元方法）對(duì)面板壩在不同工況下進(jìn)行了靜力和動(dòng)力計(jì)算。所做主要工作如下:
　　(1)借助大型有限元軟件ANSYS，模擬面板堆石壩施工填筑過程建立300m規(guī)則壩

3、的分縫和不分縫的有限單元模型。采用已有土石壩三維有限元程序，對(duì)規(guī)則面板壩在空庫、半庫、滿庫三種工況下進(jìn)行靜力和動(dòng)力有限元計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)兩種模型及三種工況進(jìn)行了分析對(duì)比。分析面板堆石壩的應(yīng)力、變形的大小和分布規(guī)律以及地震作用下的動(dòng)力反應(yīng)規(guī)律。并且通過比較分縫和不分縫模型的計(jì)算結(jié)果，探究豎縫對(duì)面板壩應(yīng)力變形的影響。
　　(2)水布埡面板堆石壩壩高233m，是我國在建的最高的面板堆石壩。以水布埡混凝土面板堆石壩為工程實(shí)例，借助有限