高心墙堆石坝拱效应特征分析

发布时间：2021-07-08 12:04

　　土石坝由于其特有的优点,在高坝建设中,选用坝型时更多会考虑到土石坝。随着工程技术日渐成熟,自上个世纪八十年代以来高土石坝的建设迅速发展。我国数座300m级的高坝已经在建设或设计中,这些高坝对设计提出了更高的要求。土石坝心墙拱效应的产生归根结底是由心墙与坝壳弹性模量之间差距过大造成的。心墙的弹性模量远小于坝壳,因此心墙沉降速度慢,沉降比较大;而坝壳沉降速度快,沉降较小。坝壳沉降完成后心墙还在继续沉降,而坝壳就会阻止心墙的这种运动,心墙受到坝壳支撑,坝壳就会承担部分心墙的重量,从而心墙应力减小,坝壳应力增大,这种现象就称为拱效应。心墙竖向应力的减小可能会导致心墙内产生裂缝,严重时可能导致水力劈裂。高心墙堆石坝在高应力水平的作用下,是否拱效应会比普通的坝更强烈,这都需要我们对其进行深入研究。弄清其蓄水前后拱效应特征以及拱效应影响因素有助于减轻拱效应,继而可以深入研究减小心墙水力劈裂发生的可能性。因此对高土石坝拱效应进行研究,对维护坝体稳定安全有着重要意义,为以后高坝工程的设计修建提供借鉴。本文选用邓肯-张模型作为研究心墙拱效应的本构模型,本文利用ANSYS的二次开发功能,成功将邓肯-张本构模... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

瀑布沟砾石土心墙堆石坝剖面示意图

图 4.1 瀑布沟砾石土心墙堆石坝剖面示意图注：图中高程单位为 m，其他尺寸为 mm拟算土石坝时不能考虑坝体压实情况对坝体沉降的坝体材料密度发生改变，这是该模型的一个缺陷。度作为一个变量，每计算完一层根据结果修改一次工过程。变问题，因此模型采用平面单元 PLANE183 进行的形状，尽可能采用映射网格划分，基础网格尺寸寸为 3~5m，心墙是重点关注的部位，因此心墙网6 个单元，8931 个结点，单元网格划分见图 4.2。

兰州交通大学硕士学位论文深度经计算，工程上对由蓄水直接引起的大坝变形的研究也很重及蓄水期坝体沉降云图，从图中可以看出，沉降分布较均匀墙坝高二分之一附近，最大沉降以下越高处沉降越大，坝顶处小。蓄水后上游坝壳沉降增大。竣工期坝体最大沉降为 261.95c9.50cm，比竣工期略大，但变化程度很小。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]瀑布沟水电站砾石土心墙坝有限元分析[J]. 赵永众.  甘肃水利水电技术. 2016(01)
[4]超高心墙堆石坝拱效应分析[J]. 高昂,苏怀智,刘春高.  水力发电学报. 2015(09)
[5]瀑布沟大坝心墙拱效应分析[J]. 林江,胡万雨,孟凡理,邓建辉,陈佳伟.  岩土力学. 2013(07)
[6]摩擦型岩土材料土拱效应微观机制颗粒流模拟分析[J]. 韩高孝,宫全美,周顺华.  岩土力学. 2013(06)
[7]有限元法及应用状况[J]. 李进霞,张伟杰,张素香.  科技创新导报. 2012(31)
[8]考虑土拱效应的黏性填土挡土墙主动土压力研究[J]. 涂兵雄,贾金青.  岩石力学与工程学报. 2012(05)
[9]基于ANSYS的土石坝应力变形有限元分析[J]. 吴业飞,马海霞.  水利与建筑工程学报. 2010(04)
[10]土石坝心墙拱作用影响因素研究[J]. 孔德志,朱俊高.  水利科技与经济. 2010(07)

博士论文
[1]基于断裂力学的土石坝心墙水力劈裂研究[D]. 王俊杰.河海大学 2005

硕士论文
[1]一种堆石体本构模型的探讨及验证[D]. 高鑫.清华大学 2010
[2]高心墙堆石坝变形计算模型的对比与验证[D]. 陈青.清华大学 2007
[3]西安市黑河心墙土石坝安全监测资料分析与稳定性评价研究[D]. 何敏.西安理工大学 2007



本文编号：3271530