土石壩施工應(yīng)力與沉降分析.pdf

1、截至2006年，中國(guó)已建成各類水庫(kù)8.7萬(wàn)多座。絕大多數(shù)水庫(kù)修建于二十世紀(jì)60至70年代，期間受社會(huì)因素和科技發(fā)展的制約，由于施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完備，造成大多數(shù)土壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低和施工質(zhì)量普遍較差，久而久之壩體現(xiàn)狀老化嚴(yán)重，大大小小事故屢有發(fā)生，部分水庫(kù)存在安全隱患。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)有各種病險(xiǎn)水庫(kù)約3.7萬(wàn)座，土石壩占95％以上。造成土石壩險(xiǎn)情的主要因素有滲漏、穩(wěn)定、裂縫等。目前對(duì)滲流及穩(wěn)定等方面的計(jì)算，已日益趨于成熟，但對(duì)施工過(guò)程中由于土體

2、不均勻變形引起的土石壩沉降問(wèn)題的研究還應(yīng)進(jìn)行完善。選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法的和本構(gòu)模型是影響計(jì)算成果準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵。為此本文介紹了幾種計(jì)算分析方法和本構(gòu)模型，因有限單元法計(jì)算相對(duì)準(zhǔn)確、高效；鄧肯-張 E-B模型能夠模擬土體絕大部分特性，計(jì)算結(jié)果精度滿足要求，最終選定有限元法和鄧肯張本構(gòu)模型。
　　本文運(yùn)用ANSYS軟件，利用其二次開(kāi)發(fā)功能 APDL語(yǔ)言進(jìn)行編程，并添加鄧肯-張E-B模型宏命令，利用“生死單元法”對(duì)土石壩分層填筑模擬施工，

3、并編制了后處理程序?qū)ξ灰七M(jìn)行修正。具體過(guò)程如下：①建立了100m的均質(zhì)壩模型模擬其施工過(guò)程，輸出應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D，分析其結(jié)果符合土石壩的一般規(guī)律，具有一定的準(zhǔn)確性。②結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)具體土石壩案例，模擬其分層加載過(guò)程，并對(duì)分層加載結(jié)果進(jìn)行分析，得出結(jié)果應(yīng)力分布符合土石壩的一般規(guī)律，可以用于工程實(shí)踐中。為此以澗里水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程為例，建立了大壩施工過(guò)程的三維有限元仿真分析模型，對(duì)土石壩在施工期采用分級(jí)填筑的方法，利用鄧肯-張 E-B模型，進(jìn)行仿真