以廈門抽水蓄能電站上水庫面板堆石壩為研究對(duì)象,采用三維非線性有限元法和鄧肯E-B模型,設(shè)計(jì)多組不同力學(xué)特性的主次堆石料組合,對(duì)比分析壩體變形及面板位移,探究蓄水期壩體各部位變形受堆石材料性能變化的影響程度。建議面板堆石壩主次堆石區(qū)變形協(xié)調(diào)的變形梯度極限指標(biāo)為3%,同時(shí)以地震永久變形量作為抗震校核的指標(biāo)。對(duì)于該工程,在現(xiàn)有填筑料的基礎(chǔ)上,適當(dāng)提高次堆石料力學(xué)性能,壩體壩軸線下游側(cè)水平及垂直位移均顯著降低,位移的極值部位向壩軸線靠近,高程略有上升;次堆石料的變形模量對(duì)面板的撓度影響不大。 

【文章來源】：水電能源科學(xué). 2020,38(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

計(jì)算模型有限元網(wǎng)格

運(yùn)行期正常蓄水位工況下，XM1典型斷面的壩體位移分布見圖3。水庫蓄水后，在水壓力作用下，壩體總體向下游位移。典型斷面順溝谷向水平位移，壩軸線上游側(cè)的壩體總體向上游位移，最大位移為-32.2mm；壩軸線下游側(cè)的壩體總體向下游位移，最大位移為244.1mm；壩體的最大垂直位移為-419.9 mm，約占最大壩高的0.67%，發(fā)生在壩軸線偏下游、1/2壩高附近。在原始堆石料力學(xué)特性下，壩體主、次堆石區(qū)在順溝谷的水平向上存在較大的位移分布差異，表明壩料次堆石區(qū)的力學(xué)特性對(duì)靜力位移的分布占主要作用。相同水位下，XM5典型斷面的壩體位移分布見圖4。由于次堆石區(qū)力學(xué)性能的顯著提高，順溝谷向水平位移和垂直位移的最大值較原始設(shè)計(jì)工況均大幅減少。與原始工況相比，從順溝谷向看，壩軸線上游側(cè)的壩體仍總體向上游位移，且數(shù)值變化不大；壩軸線下游側(cè)的壩體仍總體向下游位移，但各部位位移值均下降，壩體內(nèi)位移極值發(fā)生的位置無較大偏移；從垂直向看，壩體主堆石區(qū)垂直位移略有增大，次堆石區(qū)垂直位移總體下降。隨著次堆石區(qū)力學(xué)性能的提高，壩體垂直位移的極值逐漸從次堆石區(qū)中部向壩軸線方向轉(zhuǎn)移，極值數(shù)值逐漸減小。

相同水位下，XM5典型斷面的壩體位移分布見圖4。由于次堆石區(qū)力學(xué)性能的顯著提高，順溝谷向水平位移和垂直位移的最大值較原始設(shè)計(jì)工況均大幅減少。與原始工況相比，從順溝谷向看，壩軸線上游側(cè)的壩體仍總體向上游位移，且數(shù)值變化不大；壩軸線下游側(cè)的壩體仍總體向下游位移，但各部位位移值均下降，壩體內(nèi)位移極值發(fā)生的位置無較大偏移；從垂直向看，壩體主堆石區(qū)垂直位移略有增大，次堆石區(qū)垂直位移總體下降。隨著次堆石區(qū)力學(xué)性能的提高，壩體垂直位移的極值逐漸從次堆石區(qū)中部向壩軸線方向轉(zhuǎn)移，極值數(shù)值逐漸減小。5組堆石參數(shù)計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)對(duì)比見表3、圖5。由表3可看出，在主堆石力學(xué)特性不變的情況下，隨著次堆石區(qū)力學(xué)特性的提高，壩體水平位移的極值位置幾乎無變化，而垂直位移的極值點(diǎn)先由壩軸線下游側(cè)向壩軸線靠近，后趨于穩(wěn)定。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面板壩三維有限元模型接觸單元的自動(dòng)生成及應(yīng)用[J]. 魏金帥,沈振中,吳凌丞.  水電能源科學(xué). 2011(12)
[2]土石壩裂縫原因分析與防治處理措施綜述[J]. 牛運(yùn)光.  大壩與安全. 2006(05)
[3]含水砂層對(duì)堆積體穩(wěn)定性的影響研究[J]. 巨能攀,黃潤(rùn)秋,涂國祥.  工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2006(04)

碩士論文
[1]混凝土面板堆石壩面板應(yīng)力變形特性研究[D]. 田偉.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[2]高面板堆石壩應(yīng)力變形特性及改進(jìn)措施研究[D]. 尤華芳.大連理工大學(xué) 2009



本文編號(hào)：2992738