混凝土重力高壩壩踵開裂對(duì)壩體受力性能的影響研究.pdf

1、近幾年來，壩踵開裂機(jī)理研究被列為重點(diǎn)研究問題，國(guó)內(nèi)外已進(jìn)行了一些有益的探索，但壩踵裂縫位置、深度及其縫內(nèi)水壓分布形式對(duì)壩體的影響研究卻不多。本文基于大型有限元仿真軟件，以重力壩壩踵裂縫為研究對(duì)象，具體分析了不同裂縫深度、縫內(nèi)不同水壓分布類型、不同裂縫位置對(duì)壩體(特別是高壩)的靜、動(dòng)力特性影響，以及不同因素下壩體和裂縫的穩(wěn)定性。本文主要開展了以下工作： (1)選擇工程實(shí)例，建立二維重力壩數(shù)值分析模型，應(yīng)用彈塑性理論分析對(duì)比壩體上游

2、面壩踵附近的不同裂縫位置、不同初始裂縫深度、不同縫內(nèi)水壓分布類型下，對(duì)壩體的靜力和動(dòng)力特性影響規(guī)律。研究表明，初始裂縫距壩底越近、裂縫深度越大，壩體的自振頻率就越低，對(duì)壩體的影響作用就越明顯。裂縫縫面上有水壓時(shí)，對(duì)壩體的靜、動(dòng)力特性及其穩(wěn)定性影響也很顯著。 (2)應(yīng)用剛體極限平衡法和有限元法，計(jì)算不同裂縫深度和位置時(shí)，壩體的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。分析結(jié)果表明，當(dāng)裂縫開裂時(shí)，裂縫尖端附近的點(diǎn)安全系數(shù)較無裂縫時(shí)偏低，并且點(diǎn)安全系數(shù)和整體

3、安全系數(shù)將隨著裂縫開展深度的增大而降低，當(dāng)裂縫開展到一定程度，且縫面作用水壓力時(shí)，將嚴(yán)重影響壩體的安全度，并且初始裂縫出現(xiàn)的位置越高，壩體沿裂縫所在斷面的抗滑穩(wěn)定性越差。 (3)應(yīng)用斷裂力學(xué)中復(fù)合斷裂理論，研究不同裂縫深度，裂縫位置和縫面不同水壓分布時(shí)裂縫的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，初始裂縫出現(xiàn)的位置越低，裂縫越易向前擴(kuò)展：建基面上的裂縫穩(wěn)定性最差，對(duì)壩體的安全系數(shù)影響最大。縫面上作用全水頭水壓時(shí)裂縫尖端等效強(qiáng)度因子最大，水力劈裂效應(yīng)最