本文關(guān)鍵詞：瀝青混凝土防滲心墻在土石壩加固中的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 瀝青混凝土心墻 應(yīng)力應(yīng)變 變形協(xié)調(diào) 水力劈裂 滲流

【摘要】：采用三維有限元法對(duì)云南省尋甸縣黑山水庫(kù)瀝青混凝土心墻均質(zhì)壩進(jìn)行了心墻與兩側(cè)過(guò)渡層變形協(xié)調(diào)性的數(shù)值模擬分析,研究心墻的厚度對(duì)壩體防滲的變化規(guī)律。計(jì)算中壩體和心墻的本構(gòu)模型采用鄧肯張E-B模型,對(duì)不同厚度的心墻分別進(jìn)行了模擬計(jì)算,并對(duì)比其相互之間的變形協(xié)調(diào)規(guī)律及心墻對(duì)防滲的效果。對(duì)心墻下游面不同坡度分別進(jìn)行了模擬計(jì)算,并對(duì)比其相互之間的應(yīng)力及變形的規(guī)律,采用線彈性斷裂力學(xué)理論方法對(duì)瀝青混凝土心墻是否可能發(fā)生水力劈裂破壞進(jìn)行判別分析。計(jì)算結(jié)果顯示,壩體和心墻受到的沉降及應(yīng)力呈對(duì)稱分布,其應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律處于合理范圍,但心墻都已產(chǎn)生不同程度的拱效應(yīng),針對(duì)其可能存在的水力劈裂破壞需要進(jìn)行研究。通過(guò)瀝青混凝土心墻發(fā)生水力劈裂破壞的判定準(zhǔn)則,除左、右兩岸及壩頂?shù)牟糠謪^(qū)域外,心墻上游面的水壓力遠(yuǎn)小于最小主應(yīng)力。結(jié)果顯示,瀝青混凝土心墻理論上發(fā)生水力劈裂的可能性極小。主要的研究結(jié)論如下：(1)采用Ansys workbench計(jì)算軟件計(jì)算得到的應(yīng)力變形的結(jié)果是合理的,不會(huì)發(fā)生水力劈裂破壞,也不會(huì)發(fā)生拉壓及剪切等相關(guān)破壞。心墻厚度在0.3m、0.4m和0.5m條件下,大部分水平位移滿足變形協(xié)調(diào)性,順河向水平位移值隨著心墻厚度的增加而變大,拱效應(yīng)越明顯,說(shuō)明對(duì)心墻水平位移越不利。心墻與過(guò)渡層的沉降隨著高程的增加而變大,并且隨著心墻厚度的增加,沉降的最大值隨之減小。相對(duì)兩側(cè)的過(guò)渡層而言,心墻上部沉降小,底部沉降大,整個(gè)心墻在高度方向上有“被拉伸”的現(xiàn)象,這就為心墻產(chǎn)生拱效應(yīng)提供了必要條件。(2)心墻以受壓應(yīng)力為主,局部區(qū)域受拉,但最大壓應(yīng)力和最大拉應(yīng)力值均未超過(guò)瀝青混凝土的強(qiáng)度,故心墻的受力是安全的。通過(guò)驗(yàn)算,并未發(fā)生水力劈裂破壞。(3)壩體加入瀝青混凝土心墻后,浸潤(rùn)線明顯降低,防滲效果好,并且滲流量隨著心墻厚度的增加而減小。(4)壩體加入心墻后,使壩體下游變形減小,上游變形增大,且使壩體的大、小主應(yīng)力增加。隨著θ值的增大,小主應(yīng)力的最大值逐漸減小。心墻的順河向位移的最大值均發(fā)生在高程2141.0m附近,心墻內(nèi)都產(chǎn)生了不同程度的“拱效應(yīng)”。通過(guò)把心墻的最小主應(yīng)力與上游面水壓力進(jìn)行比較,對(duì)心墻是否可能會(huì)發(fā)生水力劈裂破壞進(jìn)行了判別分析,計(jì)算分析得出：除壩頂局部區(qū)域外,水壓力值遠(yuǎn)小于心墻的最小主應(yīng)力值,心墻理論上不會(huì)發(fā)生水力劈裂破壞。
【關(guān)鍵詞】：瀝青混凝土心墻 應(yīng)力應(yīng)變 變形協(xié)調(diào) 水力劈裂 滲流
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV641;TV543.8
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 引言13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題14-17
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 第二章 瀝青混凝土心墻土石壩的本構(gòu)模型19-29
• 2.1 有限元法的一般原理19-20
• 2.1.1 平衡方程和連續(xù)性方程19-20
• 2.1.2 位移法建立的方程20
• 2.2 均質(zhì)壩的本構(gòu)模型20-23
• 2.2.1 鄧肯張E-v模型21-23
• 2.2.2 鄧肯張E-B模型23
• 2.2.3 抗剪強(qiáng)度指標(biāo)23
• 2.3 有限元的分析方法23-26
• 2.3.1 計(jì)算軟件23-24
• 2.3.2 非線性問(wèn)題的分析方法24-26
• 2.3.3 大壩施工及運(yùn)行過(guò)程的模擬26
• 2.3.4 壩體滲流計(jì)算模型26
• 2.4 本章小結(jié)26-29
• 第三章 不同厚度防滲心墻對(duì)土石壩應(yīng)力應(yīng)變和防滲的影響29-61
• 3.1 瀝青混凝土心墻均質(zhì)壩應(yīng)力與變形分析29-43
• 3.1.1 黑山水庫(kù)概況29-33
• 3.1.1.1 工程概況29-30
• 3.1.1.2 水文概況30-31
• 3.1.1.3 地形地質(zhì)31-33
• 3.1.2 有限元法計(jì)算的模型33-34
• 3.1.3 計(jì)算參數(shù)與加載過(guò)程34-35
• 3.1.3.1 計(jì)算參數(shù)34-35
• 3.1.3.2 施工加載過(guò)程35
• 3.1.4 瀝青混凝土心墻均質(zhì)壩計(jì)算結(jié)果35-43
• 3.2 瀝青混凝土心墻與兩側(cè)過(guò)渡層變形協(xié)調(diào)性分析43-55
• 3.2.1 心墻與過(guò)渡層順河向變形協(xié)調(diào)43-50
• 3.2.2 心墻與過(guò)渡層沉降變形協(xié)調(diào)50-53
• 3.2.3 心墻變形及應(yīng)力53-55
• 3.3 心墻水力劈裂的判別55-56
• 3.4 心墻對(duì)壩體的防滲分析56-58
• 3.4.1 邊界條件的處理56-57
• 3.4.2 瀝青混凝土心墻防滲的計(jì)算結(jié)果57-58
• 3.5 本章小結(jié)58-61
• 第四章 不同下游面坡度防滲心墻的應(yīng)力與變形的分析61-81
• 4.1 壩體變形及應(yīng)力應(yīng)變61-68
• 4.2 心墻的變形和應(yīng)力應(yīng)變68-79
• 4.3 心墻水力劈裂的判別79-80
• 4.4 本章小結(jié)80-81
• 第五章 結(jié)論與展望81-85
• 5.1 結(jié)論81-82
• 5.2 展望82-85
• 致謝85-87
• 參考文獻(xiàn)87-93
• 附錄 作者攻讀碩士期間發(fā)表的論文和參加的科研項(xiàng)目93

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2 H.薩克加德;劉翔;;北美興建的首座瀝青心墻壩[J];水利水電快報(bào);2010年04期

3 田景元;姜媛媛;;300m級(jí)高土石壩心墻直—斜軸線布置型式選擇中的滲流和靜動(dòng)力計(jì)算分析[J];水電站設(shè)計(jì);2010年02期

4 沙金煊;心墻壩殼中自由水面變化的分析[J];水利學(xué)報(bào);1981年01期

5 王觀琪;余挺;李永紅;李國(guó)英;;300m級(jí)高土石心墻壩流變特性研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2014年01期

6 王瑞駿,陳堯隆;心墻壩濕化變形的特點(diǎn)及其計(jì)算方法研究[J];西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年06期

7 龍文;;黑河大壩心墻坡比選擇的探討[J];陜西水利水電技術(shù);2000年02期

8 王家維;徐智桓;趙淑清;;淺談土心墻與基礎(chǔ)連接設(shè)計(jì)[J];東北水利水電;2006年06期

9 楊皓然;何昌榮;郭志元;李鐵園;;樂(lè)園水庫(kù)風(fēng)化泥巖心墻防滲料工程特性試驗(yàn)研究[J];路基工程;2013年01期

10 F.里斯特;歐陽(yáng)常恒;;敘爾文斯泰因土壩老化引起心墻防滲效果的變化[J];人民長(zhǎng)江;1992年06期

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1 艾英缽;張坤勇;;心墻壩三維有限元實(shí)例分析[A];第一屆中國(guó)水利水電巖土力學(xué)與工程學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2006年

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5 錢亞俊;高心墻壩應(yīng)力變形特性研究[D];南京水利科學(xué)研究院;2005年

6 黨少英;金盆水庫(kù)大壩三維有限元計(jì)算及原型觀測(cè)資料分析和預(yù)測(cè)[D];西安理工大學(xué);2006年

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8 王相峰;澆筑式瀝青混凝土心墻堆石壩的應(yīng)力與變形分析[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：606023