不均勻地基上消力池的變形與應(yīng)力分析.pdf

1、消力池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是水工設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要課題.當(dāng)消力池建筑在堅(jiān)硬均質(zhì)的巖體上時(shí),基礎(chǔ)巖性對(duì)消力池結(jié)構(gòu)的影響不是很突出.然而,當(dāng)消力池建筑在基巖物理力學(xué)性質(zhì)差、且?guī)r性變化顯著的不均勻地基上時(shí),基巖對(duì)消力池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的影響就變得十分顯著.因?yàn)榛鶐r物理力學(xué)性質(zhì)懸殊容易使底板產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉降,從而導(dǎo)致底板縫間止水、排水等發(fā)生破壞,產(chǎn)生不正常的基底揚(yáng)壓力與脈動(dòng)壓力而引起消力池失穩(wěn)破壞.廣西右江百色水利樞紐工程的消力池是建筑在不均勻地基上的一個(gè)典

2、型例子.其基巖巖體物理力學(xué)性質(zhì)差別大,存在高變模比、高承載力比、低抗沖性、風(fēng)化深度空間變易性大的特殊地質(zhì)條件.該消力池基礎(chǔ)的不均勻性對(duì)消力池的結(jié)構(gòu)受力影響程度直接關(guān)系到消力池的安全進(jìn)而影響大壩的穩(wěn)定,因而是工程技術(shù)人員十分關(guān)心的問(wèn)題.該文采用三維非線性有限元方法,對(duì)建筑在不均勻地基上的消力池的受力和變形特征進(jìn)行了詳盡分析.并在計(jì)算中通過(guò)模擬鍵槽傳剪傳壓不傳拉的工作機(jī)理,對(duì)消力池結(jié)構(gòu)的分縫分塊及結(jié)構(gòu)縫鍵槽的布設(shè)方式進(jìn)行了優(yōu)化和探討,提出了

3、較為合理的結(jié)構(gòu)分縫和鍵槽布設(shè)方案.研究結(jié)果表明:(1)受地基的不均勻性影響,消力池各板塊間存在不均勻沉降現(xiàn)象.設(shè)置縫間鍵槽,可以有效地減小錯(cuò)臺(tái)沉降,但鍵槽對(duì)消力池整體沉降量值和沉降規(guī)律影響不大.(2)消力池板塊的內(nèi)部應(yīng)力與板塊下覆基巖的巖性密切相關(guān).非均勻地基可以導(dǎo)致消力池板塊內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力不均勻分布和高值拉應(yīng)力.由于該現(xiàn)象不易用材料力學(xué)方法加以核算,故對(duì)不均勻地基消力池板塊的配筋應(yīng)在有限元分析的基礎(chǔ)上根據(jù)其受力狀態(tài)作專門(mén)計(jì)算.(3)由于重