混凝土面板堆石壩具有眾多工程適應(yīng)性優(yōu)點(diǎn),在全世界的大壩建設(shè)中應(yīng)用廣泛。我國(guó)的壩工建設(shè)多選址在水資源較為豐富的西部地區(qū),但西部地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜,地震烈度高。因此,在如此復(fù)雜的地震區(qū)修建面板堆石壩,必須充分認(rèn)識(shí)并了解面板堆石壩的抗震特性。本文以某擬建抽水蓄能電站工程面板堆石壩為工程背景,研究了不同規(guī)模的壓坡體對(duì)面板堆石壩靜力蓄水以及地震動(dòng)力響應(yīng)的影響,從抗震角度驗(yàn)證了將開挖渣料堆積在壩后形成壓坡體的合理性,以期為進(jìn)一步優(yōu)化壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。主要結(jié)論如下。(1)建有不同規(guī)模的壩后壓坡體時(shí),壩體在靜動(dòng)力狀態(tài)下的應(yīng)力位移分布規(guī)律同傳統(tǒng)的面板堆石壩的應(yīng)力位移分布規(guī)律相一致,且規(guī)律性較好,說(shuō)明將開挖渣料堆積在壩后形成壩后壓坡體的設(shè)計(jì)方案是合理的。(2)有壓坡體時(shí),壩體的位移較無(wú)壓坡體時(shí)增大,由水壓力作用所引起的位移增量卻有所減小,同時(shí),壩體所受壓應(yīng)力增大。但上述變化隨壓坡體寬度的變化并不明顯,隨著壓坡體高度的增加變化明顯。說(shuō)明在壓坡體的作用下,壩體變得更加密實(shí);另一方面,整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度較無(wú)壓坡體時(shí)有所增大,因而由外力作用所引起的壩體變形將會(huì)減小,且隨著壓坡體寬度和高度的增大,該影響越顯著;而在動(dòng)力作用下,壓坡體的存在使得壩體的動(dòng)力響應(yīng)明顯降低,且壓坡體寬度和高度越大,這一效果越明顯。(3)隨著壓坡體模量參數(shù)的提高,壩體的位移和應(yīng)力基本不變,壓坡體的位移有所減小;隨著壓坡體重度的增加,壩體的順河向、橫河向、豎向位移均有所增大,壩體所受最大壓應(yīng)力也有一定的增大,但增幅較小,而壓坡體的位移有所增大。(4)通過(guò)全文對(duì)不同規(guī)模壓坡體面板堆石壩靜動(dòng)力變形的對(duì)比計(jì)算,可以發(fā)現(xiàn)建立一定規(guī)模的壩后壓坡體可使得整體結(jié)構(gòu)的剛度變大,抵抗變形的能力增強(qiáng);而且可以減小壩體在地震中的動(dòng)力響應(yīng),提高壩體的抗震能力,工程建設(shè)中可以合理運(yùn)用這一規(guī)律。
【學(xué)位單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TV312;TV641.43
【部分圖文】：

圖 3-2 材料分區(qū)圖 圖 3-3 有限元網(wǎng)格圖Fig.3-2 Material partition map Fig.3-3 Finite element mesh map3.2.2 計(jì)算參數(shù)根據(jù)第二章的介紹，本文對(duì)壩體堆石料、壩后壓坡體的靜力計(jì)算本構(gòu)模型采用E-B 模型，各種材料的模型計(jì)算參數(shù)如表 3-1 所示�；炷撩姘濉⒅喊宓然炷两Y(jié)基巖的計(jì)算本構(gòu)模型采用線彈性模型，計(jì)算參數(shù)如表 3-2 所示。根據(jù)《混凝土面板設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL228-98），面板的厚度計(jì)算方法為（0.30+0.0035H）m，H 為壩高。經(jīng)本工程中取為 0.6m。表 3-1 鄧肯張 E-B 模型計(jì)算參數(shù)Table3-1 Parameters of Duncan-Chang E-B model材料 （g/cm3） 0（ ） （ ）K n RfKbm墊層料 2.20 55.0 10.1 1100 0.39 0.59 610 0.34主堆石料 2.15 54.0 10.4 1100 0.36 0.56 550 0.24下游堆石料 2.06 52.0 11.1 750 0.19 0.64 420 0.25

圖 3-2 材料分區(qū)圖 圖 3-3 有限元網(wǎng)格圖Fig.3-2 Material partition map Fig.3-3 Finite element mesh map3.2.2 計(jì)算參數(shù)根據(jù)第二章的介紹，本文對(duì)壩體堆石料、壩后壓坡體的靜力計(jì)算本構(gòu)模型采用E-B 模型，各種材料的模型計(jì)算參數(shù)如表 3-1 所示�；炷撩姘�、趾板等混凝土結(jié)基巖的計(jì)算本構(gòu)模型采用線彈性模型，計(jì)算參數(shù)如表 3-2 所示。根據(jù)《混凝土面板設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL228-98），面板的厚度計(jì)算方法為（0.30+0.0035H）m，H 為壩高。經(jīng)本工程中取為 0.6m。表 3-1 鄧肯張 E-B 模型計(jì)算參數(shù)Table3-1 Parameters of Duncan-Chang E-B model材料 （g/cm3） 0（ ） （ ）K n RfKbm墊層料 2.20 55.0 10.1 1100 0.39 0.59 610 0.34主堆石料 2.15 54.0 10.4 1100 0.36 0.56 550 0.24下游堆石料 2.06 52.0 11.1 750 0.19 0.64 420 0.25

在不同的計(jì)算情況下，壩體的位移分布規(guī)律同傳統(tǒng)的同；由竣工期到蓄水期，壩體指向上游的最大水平位移有所減情況下的計(jì)算結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)壓坡體寬度為 L=0d 時(shí)，即河向位移沿壩軸線基本呈對(duì)稱分布，由于覆蓋層厚度在上下游成一個(gè)凸起，使得上游位移稍大于下游位移，壩體指向上游的指向下游的最大水平位移為 3.73cm；蓄水期，受水壓力作用，為明顯，壩體指向上游的最大水平位移減小至 2.35cm，指向至 4.93cm。當(dāng)壓坡體寬度為 L=d/3、L=2d/3、L=d 時(shí)，竣工期和豎向位移分布規(guī)律相同，順河向指向上游的最大水平位移，指向下游的最大水平位移發(fā)生在下游壓坡體 1/2 高度處，整布位置與壓坡體豎向位移極值及其分布位置一致。隨著壓坡體所增大，當(dāng)壓坡體寬度 L=d 時(shí)，蓄水期整體結(jié)構(gòu)指向上游的向下游的最大水平位移為 12.31cm，豎向位移極值為 37.34cm位移計(jì)算結(jié)果

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本文編號(hào)：2808294