面板坝次堆石区力学特性对坝体变形协调的影响
发布时间：2021-01-22 06:24
以厦门抽水蓄能电站上水库面板堆石坝为研究对象,采用三维非线性有限元法和邓肯E-B模型,设计多组不同力学特性的主次堆石料组合,对比分析坝体变形及面板位移,探究蓄水期坝体各部位变形受堆石材料性能变化的影响程度。建议面板堆石坝主次堆石区变形协调的变形梯度极限指标为3%,同时以地震永久变形量作为抗震校核的指标。对于该工程,在现有填筑料的基础上,适当提高次堆石料力学性能,坝体坝轴线下游侧水平及垂直位移均显著降低,位移的极值部位向坝轴线靠近,高程略有上升;次堆石料的变形模量对面板的挠度影响不大。
【文章来源】：水电能源科学. 2020,38(04)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
计算模型有限元网格
运行期正常蓄水位工况下，XM1典型断面的坝体位移分布见图3。水库蓄水后，在水压力作用下，坝体总体向下游位移。典型断面顺沟谷向水平位移，坝轴线上游侧的坝体总体向上游位移，最大位移为-32.2mm；坝轴线下游侧的坝体总体向下游位移，最大位移为244.1mm；坝体的最大垂直位移为-419.9 mm，约占最大坝高的0.67%，发生在坝轴线偏下游、1/2坝高附近。在原始堆石料力学特性下，坝体主、次堆石区在顺沟谷的水平向上存在较大的位移分布差异，表明坝料次堆石区的力学特性对静力位移的分布占主要作用。相同水位下，XM5典型断面的坝体位移分布见图4。由于次堆石区力学性能的显著提高，顺沟谷向水平位移和垂直位移的最大值较原始设计工况均大幅减少。与原始工况相比，从顺沟谷向看，坝轴线上游侧的坝体仍总体向上游位移，且数值变化不大；坝轴线下游侧的坝体仍总体向下游位移，但各部位位移值均下降，坝体内位移极值发生的位置无较大偏移；从垂直向看，坝体主堆石区垂直位移略有增大，次堆石区垂直位移总体下降。随着次堆石区力学性能的提高，坝体垂直位移的极值逐渐从次堆石区中部向坝轴线方向转移，极值数值逐渐减小。
相同水位下，XM5典型断面的坝体位移分布见图4。由于次堆石区力学性能的显著提高，顺沟谷向水平位移和垂直位移的最大值较原始设计工况均大幅减少。与原始工况相比，从顺沟谷向看，坝轴线上游侧的坝体仍总体向上游位移，且数值变化不大；坝轴线下游侧的坝体仍总体向下游位移，但各部位位移值均下降，坝体内位移极值发生的位置无较大偏移；从垂直向看，坝体主堆石区垂直位移略有增大，次堆石区垂直位移总体下降。随着次堆石区力学性能的提高，坝体垂直位移的极值逐渐从次堆石区中部向坝轴线方向转移，极值数值逐渐减小。5组堆石参数计算结果统计对比见表3、图5。由表3可看出，在主堆石力学特性不变的情况下，随着次堆石区力学特性的提高，坝体水平位移的极值位置几乎无变化，而垂直位移的极值点先由坝轴线下游侧向坝轴线靠近，后趋于稳定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]面板坝三维有限元模型接触单元的自动生成及应用[J]. 魏金帅,沈振中,吴凌丞. 水电能源科学. 2011(12)
[2]土石坝裂缝原因分析与防治处理措施综述[J]. 牛运光. 大坝与安全. 2006(05)
[3]含水砂层对堆积体稳定性的影响研究[J]. 巨能攀,黄润秋,涂国祥. 工程地质学报. 2006(04)
硕士论文
[1]混凝土面板堆石坝面板应力变形特性研究[D]. 田伟.中国地质大学(北京) 2015
[2]高面板堆石坝应力变形特性及改进措施研究[D]. 尤华芳.大连理工大学 2009
本文编号：2992738
【文章来源】：水电能源科学. 2020,38(04)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
计算模型有限元网格
运行期正常蓄水位工况下，XM1典型断面的坝体位移分布见图3。水库蓄水后，在水压力作用下，坝体总体向下游位移。典型断面顺沟谷向水平位移，坝轴线上游侧的坝体总体向上游位移，最大位移为-32.2mm；坝轴线下游侧的坝体总体向下游位移，最大位移为244.1mm；坝体的最大垂直位移为-419.9 mm，约占最大坝高的0.67%，发生在坝轴线偏下游、1/2坝高附近。在原始堆石料力学特性下，坝体主、次堆石区在顺沟谷的水平向上存在较大的位移分布差异，表明坝料次堆石区的力学特性对静力位移的分布占主要作用。相同水位下，XM5典型断面的坝体位移分布见图4。由于次堆石区力学性能的显著提高，顺沟谷向水平位移和垂直位移的最大值较原始设计工况均大幅减少。与原始工况相比，从顺沟谷向看，坝轴线上游侧的坝体仍总体向上游位移，且数值变化不大；坝轴线下游侧的坝体仍总体向下游位移，但各部位位移值均下降，坝体内位移极值发生的位置无较大偏移；从垂直向看，坝体主堆石区垂直位移略有增大，次堆石区垂直位移总体下降。随着次堆石区力学性能的提高，坝体垂直位移的极值逐渐从次堆石区中部向坝轴线方向转移，极值数值逐渐减小。
相同水位下，XM5典型断面的坝体位移分布见图4。由于次堆石区力学性能的显著提高，顺沟谷向水平位移和垂直位移的最大值较原始设计工况均大幅减少。与原始工况相比，从顺沟谷向看，坝轴线上游侧的坝体仍总体向上游位移，且数值变化不大；坝轴线下游侧的坝体仍总体向下游位移，但各部位位移值均下降，坝体内位移极值发生的位置无较大偏移；从垂直向看，坝体主堆石区垂直位移略有增大，次堆石区垂直位移总体下降。随着次堆石区力学性能的提高，坝体垂直位移的极值逐渐从次堆石区中部向坝轴线方向转移，极值数值逐渐减小。5组堆石参数计算结果统计对比见表3、图5。由表3可看出，在主堆石力学特性不变的情况下，随着次堆石区力学特性的提高，坝体水平位移的极值位置几乎无变化，而垂直位移的极值点先由坝轴线下游侧向坝轴线靠近，后趋于稳定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]面板坝三维有限元模型接触单元的自动生成及应用[J]. 魏金帅,沈振中,吴凌丞. 水电能源科学. 2011(12)
[2]土石坝裂缝原因分析与防治处理措施综述[J]. 牛运光. 大坝与安全. 2006(05)
[3]含水砂层对堆积体稳定性的影响研究[J]. 巨能攀,黄润秋,涂国祥. 工程地质学报. 2006(04)
硕士论文
[1]混凝土面板堆石坝面板应力变形特性研究[D]. 田伟.中国地质大学(北京) 2015
[2]高面板堆石坝应力变形特性及改进措施研究[D]. 尤华芳.大连理工大学 2009
本文编号：2992738
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