深厚覆蓋層上水電站廠房沉降和地震動反應數(shù)值分析.pdf

1、我國西藏區(qū)域的大部分水電工程還未正式拉開序幕，未來的開發(fā)重心將放在西藏高原的江河流域，目前西藏水電開發(fā)少之又少，與其他地區(qū)相比，這里依然是未開墾的圣地。但是西南地區(qū)特別是水資源比較豐富的金沙江、大渡河、瀾滄江、怒江、雅礱江、雅魯藏布江等覆蓋層極其深厚，給水利開發(fā)和利用帶來不利影響。深厚覆蓋層處理問題已經(jīng)成為水電站建設不可回避的關鍵性問題，本文應用ansys大型軟件，利用軟件內(nèi)豐富的單元庫以及巖土和巖石力學中的本構模型;研究了地基開挖再加

2、載后變形模量的變化和取值;結(jié)合實驗數(shù)據(jù)模擬樁-土之間接觸問題，研究影響樁-土之間應力分布和樁頂沉降的因素，并將卸載-再加載模量和接觸問題運用到西藏地區(qū)某工程實例中。重點研究該工程水電站廠房的地基處理措施:固結(jié)灌漿和摩擦樁，以及靜動力作用下不同地基加固措施對基礎沉降、廠房整體、樁基整體傾斜的影響，并進行了分析評價;不同荷載作用下的各個模型的廠房、基礎和樁基的變形是本文研究的重要內(nèi)容:
　　(1)軟弱土層嚴重影響水電站廠房穩(wěn)定性，開挖

3、是處理這類地基的常用措施，但開挖回彈對地基變形模量的影響不容忽視，本文選擇卸載-再加載模量代替初始變形模量，并結(jié)合D-P屈服準則，進行數(shù)值分析。
　　(2)設置摩擦樁是處理深厚覆蓋層常用的方法之一，但樁-土之間的接觸問題是比較棘手的難題，本文應用面-面接觸單元模擬樁與樁周土體之間的接觸，研究了影響樁-土之間相互作用的因素，得出結(jié)論:樁與土的物理參數(shù)極為重要，樁側(cè)樁-土接觸粘聚力增大，樁側(cè)摩擦力增大，樁端壓力減小;樁端樁-土接觸粘聚

4、力增大，樁側(cè)摩擦力減小，樁端壓力增大;短樁的樁長相對于樁徑來說，對樁土之間摩擦力、端壓力及結(jié)構沉降影響比較明顯。
　　(3)靜動力工況下，固結(jié)灌漿以及設置摩擦樁可以減小廠房沉降和不均勻變形。運用變剛度設計理念:增強荷載集度高的區(qū)域的地基剛度，減小廠房整體差異沉降以及樁基整體傾斜度。比較地基整體均勻布樁和局部布樁的計算結(jié)果可知，局部布樁對減少差異沉降有更好的效果，而且能更大程度地減少人力和物力，縮減工期，符合工程建設經(jīng)濟適用原則。<

5、br>　　(4)運用譜分析方法計算了雙向地震單獨作用以及雙向地震與水壓力共同作用下的響應，分析不同地基加固措施的模型在不同工況下廠房結(jié)構沉降、樁基傾斜的差異。結(jié)果顯示:加固地基可以增強結(jié)構的抗震性能，且摩擦樁比固結(jié)灌漿提高抗震性能的效果顯著;均勻布樁和局部布樁下的結(jié)構抗震效果相差無幾，說明單純增加樁的數(shù)量并不能提高結(jié)構抗震性能，應根據(jù)廠房結(jié)構同時利用變剛度設計理念設計最合理的布樁形式。
　　以上研究成果有利于正確應用地基變形模量、