施工過程及底縫對高拱壩的影響研究.pdf

1、自重和水荷載是影響拱壩應(yīng)力的主要因素，計算分析中準確合理地模擬這兩種荷載對拱壩，尤其是高拱壩的應(yīng)力分析十分重要。在目前分析拱壩應(yīng)力的方法中，結(jié)構(gòu)力學(xué)法大都認為壩體自重全部作用在梁上；在用有限單元法分析時，大多將自重一次整體作用在壩體上。實際上，高拱壩在施工過程中是通過分期分塊澆筑并逐層接縫灌漿進而逐步形成壩體整體的，而在這過程中拱壩的承載結(jié)構(gòu)在不斷變化，荷載施加方式的不同勢必對拱壩應(yīng)力帶來影響，因此研究施工過程對拱壩應(yīng)力的影響十分重要。

2、 拱壩壩踵開裂是壩工界比較關(guān)心的一個熱點問題。拱壩在常規(guī)荷載作用下，在壩踵附近會出現(xiàn)較大的梁向拉應(yīng)力而導(dǎo)致壩踵開裂。工程上一般采取設(shè)置底縫或周邊縫的方法來達到消除這個部位拉應(yīng)力的目的。 本文首先研究了橫縫和底縫開合的非線性模擬方法，結(jié)合我國當前建設(shè)的最高拱壩——小灣拱壩開展了接觸單元剛度對分析結(jié)果的影響的研究，確立了針對小灣拱壩的合理的縫面剛度取值范圍。然后結(jié)合小灣拱壩，進行了如下研究： 1）網(wǎng)格剖分對壩體計算結(jié)

3、果的影響； 2）自重和水荷載施加方式對壩體應(yīng)力的影響： 3）分期封拱灌漿對壩體應(yīng)力的影響； 4）庫盆水壓力對壩體應(yīng)力的影響： 5）底縫及縫面內(nèi)水壓對壩體剛度、位移和應(yīng)力的影響。 研究結(jié)果表明：1）本文采用的接觸單元模型能很好地模擬縫的開合過程：當接觸單元的法向和切向剛度大于某個臨界值時，剛度增大不再影響計算結(jié)果；網(wǎng)格剖分對拱壩整體位移和應(yīng)力分布規(guī)律影響不大，但對局部和應(yīng)力梯度變化較大部位的應(yīng)力影響

4、較大；自重荷載模擬方式對壩體的影響較大，計算中應(yīng)盡量考慮實際的施工過程；封拱灌漿和初次蓄水對壩體的影響較大，拱壩應(yīng)力分析中應(yīng)結(jié)合實際的施工和蓄水過程；庫盆水壓會使拱壩拉應(yīng)力增大。2）關(guān)于底縫：設(shè)底縫后，壩頂向下游的位移增大，壩體整體剛度降低，但降低幅度不大，梁的作用減弱，拱的作用增強；設(shè)底縫后，壩踵處的最大拉應(yīng)力及拉應(yīng)力范圍明顯減小，較好地改善了壩踵處的拉應(yīng)力狀況，壩趾處的壓應(yīng)力略有增加；縫面水壓的增大會使壩踵的拉應(yīng)力減小，而縫端的拉應(yīng)