劉家溝面板堆石壩壩體設(shè)計(jì)與運(yùn)行期應(yīng)力變形研究.pdf

1、混凝土面板堆石壩由于具有方便施工、穩(wěn)定性好、易于適應(yīng)不同地形環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，受到設(shè)計(jì)者的青睞?；炷撩姘宥咽瘔螇涡褪欠襁m用取決于壩體變形控制，并且面板開(kāi)裂和壩體滲漏等問(wèn)題也制約混凝土面板堆石壩的推廣。面板和趾板的應(yīng)力變形與壩體變形有著密切的關(guān)系，在考慮受變溫荷載作用下，可能產(chǎn)生過(guò)大拉應(yīng)力而導(dǎo)致開(kāi)裂。因此，研究溫度應(yīng)力造成面板開(kāi)裂的可能性對(duì)面板壩的安全性是具有重要意義的。本文以重慶巫溪?jiǎng)⒓覝匣炷撩姘宥咽瘔螢槔谶M(jìn)行壩址選擇和壩體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)

2、上，采用有限元方法對(duì)運(yùn)行期壩體應(yīng)力變形進(jìn)行了計(jì)算分析，研究了溫度—應(yīng)力耦合作用下壩體和面板的應(yīng)力分布，并探討了面板開(kāi)裂的可能性。論文的主要工作和成果如下:
　　(1)對(duì)比分析了地形地質(zhì)條件、水庫(kù)綜合利用對(duì)庫(kù)容規(guī)模的要求、樞紐布置及成庫(kù)條件等因素，提出了下壩址方案。所選壩址在工程投資方面與上壩址方案接近，但在壩基壩肩巖溶水文地質(zhì)條件、壩基壩肩防滲處理工程投資及可靠性、水庫(kù)鄰谷滲漏與成庫(kù)條件等方面有明顯優(yōu)勢(shì)。
　　(2)依據(jù)相關(guān)

3、規(guī)范，對(duì)選定的下壩址方案進(jìn)行了壩體設(shè)計(jì)，包括剖面設(shè)計(jì)、壩體分區(qū)和面板趾板設(shè)計(jì)等。推薦壩型為混凝土面板碾壓堆石壩，壩體材料從面板以下依次為墊層區(qū)、過(guò)渡區(qū)、主堆石區(qū)、次堆石區(qū)、特殊墊層區(qū)、下游堆石棱體，壩頂寬7m，壩軸線長(zhǎng)258m，最大壩高84m，壩頂高程460m，上下游壩坡1∶1.4。
　　(3)采用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)大壩運(yùn)行期壩前水位和重力進(jìn)行組合計(jì)算，分析了在各個(gè)工況下壩體和面板應(yīng)力變形特征。分析表明，正常高水位時(shí)沉降

4、最大為4.77cm，水平位移最大為8.45cm;壩體大主應(yīng)力在正常高水位時(shí)最大為1.65MPa;壩體小主應(yīng)力在防洪限制水位時(shí)最小為-0.24MPa。大主應(yīng)力區(qū)沒(méi)有出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)，各工況小主應(yīng)力均能滿足抗拉強(qiáng)度要求。運(yùn)行期面板沿壩坡方向主要承受壓應(yīng)力，但面板底部存在拉應(yīng)力。
　　(4)采用溫度—應(yīng)力耦合計(jì)算方法，研究了大壩受氣溫、庫(kù)水溫和地溫影響下的溫度場(chǎng)分布和溫度荷載作用下壩體和面板的應(yīng)力分布。結(jié)果顯示，環(huán)境溫度變化引起壩體溫度場(chǎng)改