混凝土面板堆石壩壩料分區(qū)優(yōu)化及壩體變形特性三維有限元分析.pdf

1、混凝土面板堆石壩是水工結(jié)構(gòu)中重要壩型之一,且在近三十年來(lái)發(fā)展迅速,但該壩型的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)階段,還無(wú)成熟的設(shè)計(jì)理論.為了提高設(shè)計(jì)水平,節(jié)省材料,減小投資,優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,本文針對(duì)Bakun水電站混凝土面板堆石壩筑壩材料分區(qū)優(yōu)化問(wèn)題以及施工期、運(yùn)行期的沉降變形進(jìn)行了研究,得到一些對(duì)設(shè)計(jì)和施工有益的結(jié)論.論文開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究工作: 論文針對(duì)Bakun水電站混凝土面板堆石壩原設(shè)計(jì)分區(qū),根據(jù)壩內(nèi)3B料和3C料的不同組合,采用Duncan

2、 E-B模型,進(jìn)行了6個(gè)方案的計(jì)算比較.對(duì)于主堆石3B區(qū)的筑壩材料,采用DuncanE-B模型及南水雙屈服面模型進(jìn)行了兩種填筑方案的計(jì)算比較.對(duì)大壩材料分區(qū)及筑壩材料力學(xué)性能選取的合理性進(jìn)行了論證,并提出了建議. 混凝土面板堆石壩研究的核心問(wèn)題是壩體沉陷變形、壩體和壩周縫變形引起的面板斷裂以及周邊縫止水失效等.堆石是面板堆石壩結(jié)構(gòu)的主體,其變形性態(tài)的合理性決定了對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)變形性態(tài)的可靠性.本文針對(duì)Bakun水電站混凝土面板堆石壩

3、原設(shè)計(jì)方案,分別采用非線性彈性E-B模型、雙屈服面彈塑性模型以及考慮流變特性的E-B模型,進(jìn)行了三維非線性彈性靜力有限元分析,三維彈塑性有限元分析和三維非線性流變有限元分析.三維有限元數(shù)值分析時(shí),考慮了施工期及完建蓄水后堆石料的流變性,堆石料任意時(shí)刻的變形由瞬時(shí)變形與隨時(shí)間變化的流變變形組成. 通過(guò)以上三種有限元數(shù)值分析,得到了Bakun水電站混凝土面板堆石壩施工期、竣工期以及運(yùn)行期的沉降變形、側(cè)向變形、流變變形,得到了大壩面板