混凝土面板砂礫石壩滲流特性及應力變形研究.pdf

1、混凝土面板砂礫石壩是以砂礫石料作為主要筑壩材料的一種堆石壩壩型。試驗表明，砂礫石料作為堆石壩的填筑材料具有很大的優(yōu)越性，無論在飽和還是潮濕狀態(tài)下，其壓縮變形都較小，壓實后具有較低的孔隙率和較高的變形模量。此外，它還具有造價低、便于施工和可充分利用當?shù)靥烊徊牧系葍?yōu)點。但與爆破堆石料相比，砂礫石料屬于中等透水材料，很難達到自由排水的要求，其滲透穩(wěn)定性相對要差一些。因此，如何根據(jù)砂礫石料的工程特性，針對不同的壩體分區(qū)型式，準確合理地評價面板砂

2、礫石壩的滲流特性及應力變形特性，對面板砂礫石壩的設計和運行管理具有重要意義。
　　 首先，本文結合部分有代表性的砂礫料工程試驗成果，分析了砂礫料的工程特性。通過兩個已建面板砂礫石壩工程實例，對其壩體分區(qū)型式、各個分區(qū)的壩料選擇及其填筑標準和相應的大壩運行監(jiān)測情況進行了系統(tǒng)分析。在此基礎上，結合其它已建工程實例，對面板砂礫石壩的壩體分區(qū)型式和各區(qū)壩料設計標準進行了分析研究，總結提出了面板砂礫石壩兩種合理可行的壩體分區(qū)型式。

3、　　 其次，以達西定律為理論基礎，系統(tǒng)地闡述了混凝土面板砂礫石壩滲流有限元計算的基本原理，建立了面板砂礫石壩的滲流計算有限元模型，并考慮了壩坡安全穩(wěn)定性。再者，根據(jù)砂礫石料的材料特性，建立了砂礫石料的本構模型；結合面板砂礫石壩的結構特點，探討了面板砂礫石壩應力變形有限元計算中特殊邊界模擬等問題，并對這些問題如何在ADINA軟件中實現(xiàn)進行了分析和研究。
　　 最后，結合烏魯瓦提水利樞紐面板砂礫石壩工程，對壩體內(nèi)設排水區(qū)和不設排水

4、區(qū)兩類分區(qū)型式分別進行了滲流計算和壩坡穩(wěn)定分析。獲得了滲流量、浸潤線、總水頭等值線、速度矢量等滲流計算結果，以及大壩壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)和最危險滑動面。根據(jù)不同壩體分區(qū)型式的計算結果的對比分析可以看出，對于面板砂礫石壩來說，在填筑材料不能滿足自由排水時，在壩體內(nèi)設置排水體是必要的，而且對壩坡的穩(wěn)定也是有利的；同時，利用ADINA軟件建立三維應力變形有限元模型，進行了大壩竣工期和蓄水期的應力變形計算，獲得了各期大壩應力變形的分布規(guī)律。