武都重力壩結(jié)構(gòu)特性及壩基穩(wěn)定性研究.pdf

1、壩體結(jié)構(gòu)特性和壩基穩(wěn)定性是重力壩設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。作為本文研究對(duì)象的武都RCC重力壩12<'[＃]>、17<'[＃]>及19<'[＃]>壩段，分別為大壩左岸最高非溢流壩段、河床最高溢流壩段和右岸最高非溢流壩段。由于壩基內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面十分發(fā)育，且相互交錯(cuò)，壩基不均勻變形和深層抗滑穩(wěn)定問題非常突出，成為制約本工程投資和安全的關(guān)鍵技術(shù)問題。本文采用三維非線性有限元法對(duì)此進(jìn)行了系統(tǒng)研究，主要內(nèi)容包括： 1．壩體結(jié)構(gòu)特性問題：采用三維非線性

2、有限單元法，首先計(jì)算分析各工況加固前后壩體及壩基變位的分布規(guī)律，并與均質(zhì)地基假設(shè)條件下的變位，以及同類型壩體的變位對(duì)比分析，結(jié)果表明，天然地基條件下17<'[＃]>壩段壩頂水平位移極值約為壩高的0.343‰，19<'[＃]>壩段壩頂水平位移極值約為壩高的0.493‰，在地基加固處理之后，壩體變位值減小，不均勻程度明顯改善；其次分析了各工況下壩體及壩基應(yīng)力的分布規(guī)律，并重點(diǎn)對(duì)比了采取工程措施前后壩踵區(qū)域應(yīng)力特性的變化情況，結(jié)果表明，壩踵垂

3、直應(yīng)力未出現(xiàn)拉應(yīng)力，符合應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)。最后分析了天然地基和加固地基方案壩基的工作性態(tài)，評(píng)價(jià)了工程措施的針對(duì)性和有效性。 2．壩基變形穩(wěn)定性問題：首先根據(jù)壩基巖體各類結(jié)構(gòu)面的位置和產(chǎn)狀，確定壩基潛在的滑移面組合形式，采用基于有限元法的應(yīng)力計(jì)算成果，計(jì)算各組滑移面的抗滑安全系數(shù)，結(jié)果表明：多組滑移面組合未能滿足抗滑安全系數(shù)K’=3.00的規(guī)范要求，采取工程加固措施后仍有10f2一f114組合面不能滿足要求，建議針對(duì)10f2斷層進(jìn)一步

4、處理；其次采用超載法和綜合法研究壩基破壞的漸進(jìn)過程，揭示了壩基的破壞機(jī)理。計(jì)算結(jié)果表明，天然地基條件下，17<'[＃]>壩段正常蓄水工況和校核洪水工況超載安全系數(shù)為K<,p>=4.5，19<'[＃]>壩段正常蓄水工況超載安全系數(shù)為K<,P>=5.0；加固地基條件下，17<'[＃]>壩段正常蓄水工況超載安全系數(shù)為K<,p>=5.0，19<'[＃]>壩段正常蓄水工況超載安全系數(shù)為K<,p>=6.0；17<'[＃]>壩段天然地基條件正常蓄水工