本文關(guān)鍵詞：土石壩固結(jié)中的應(yīng)力調(diào)整

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【摘要】：土石壩以土為主要筑壩材料,由于造價低、施工方便在國內(nèi)外有著廣泛的應(yīng)用。土體是一種多相材料。由于受到自重荷載,土體內(nèi)的水分和氣體會排出,導致土體體積壓縮。土體體積的壓縮在土石壩中的表現(xiàn)為壩體的固結(jié)與沉降。固結(jié)沉降是壩體應(yīng)力狀態(tài)改變的外在表現(xiàn)。土石壩主要有建造期、蓄水期、水位驟降期等運用時期。不同的運用時期,壩體應(yīng)力狀態(tài)改變的規(guī)律不同。本文依托狼貓山水庫工程實例,采用有限元數(shù)值分析方法,運用流土耦合理論研究了土石壩壩體在不同運用時期以及不同的工況下固結(jié)中應(yīng)力狀態(tài)及其變化規(guī)律,尋找壩體薄弱部位,得到以下結(jié)論：對均質(zhì)壩易在壩軸線上產(chǎn)生橫拉應(yīng)力,發(fā)生縱向裂縫；同時在壩的軸線兩端容易產(chǎn)生縱向拉剪應(yīng)力,產(chǎn)生橫向裂縫。壩體在建成無水時應(yīng)力薄弱部位集中在兩端約束處,在蓄水以后壩體應(yīng)力薄弱部位變?yōu)楸乘嫫履_處。壩體迎水面受到靜水壓力相當于加載,浸潤線以下受浮力影響由濕容重調(diào)整為浮容重相當于卸載,綜合起來壩體應(yīng)力水平在蓄水后降低,土體容重的改變起主導作用。壩體在穩(wěn)定滲流期并遭遇暴雨情況下,壩體應(yīng)力水平由于浸潤線以及土體飽和度較高而導致應(yīng)力水平變化不大,但是由于壩體施工質(zhì)量以及表面裂縫的作用會導致壩體產(chǎn)生蠕動變形以及滑坡。庫水位驟降的幅度與壩體應(yīng)力水平改變呈正相關(guān),計算表明壩體在驟降到最低水位時的應(yīng)力水平要比驟降0.5倍蓄水位時大約10%。壩體穩(wěn)定性以穩(wěn)定滲流期工況穩(wěn)定最好；而施工期與穩(wěn)定滲流期相比,無庫水壓力支擋,土體濕容重大于浮容重,滑動力增加,穩(wěn)定性不及滲流期；庫水驟降期,穩(wěn)定性更為不利,浮容重變化為飽和容重,同時失去庫水支擋壓力,滑動力增加；暴雨期,降雨入滲,增加了壩體飽和區(qū)和氣體入滲壓力,增加了滑動力。狼貓山水庫滑坡是由于壩體質(zhì)量差以及暴雨作用下,導致不均勻濕陷產(chǎn)生滑動張拉裂縫以及蠕動變形,裂縫在暴雨作用下繼續(xù)發(fā)展,最終發(fā)生滑坡。
【關(guān)鍵詞】：土石壩 應(yīng)力 固結(jié) 調(diào)整 暴雨
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV31;TV641
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 引言10
• 1.2 與土石壩固結(jié)有關(guān)的現(xiàn)象10-11
• 1.2.1 固結(jié)與壩體裂縫10-11
• 1.2.2 固結(jié)對滑坡的影響11
• 1.3 土石壩固結(jié)及應(yīng)力分析的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 現(xiàn)有理論及方法12-13
• 1.5 本文研究內(nèi)容13
• 1.6 本文研究的技術(shù)路線13-14
• 第二章 土石壩應(yīng)力的變化與調(diào)整14-31
• 2.1 土石壩產(chǎn)生應(yīng)力變化的因素14
• 2.2 土石壩應(yīng)力變化時期14-16
• 2.2.1 施工期14-15
• 2.2.2 蓄水期15-16
• 2.2.3 驟降期16
• 2.2.4 暴雨期16
• 2.3 土石壩應(yīng)力改變薄弱部位16-17
• 2.4 計算理論17-29
• 2.4.1 土體固結(jié)理論17-21
• 2.4.2 有限元計算理論21-28
• 2.4.3 土體抗剪強度與破壞準則28-29
• 2.5 劈裂灌漿調(diào)整土石壩應(yīng)力狀態(tài)29-31
• 第三章 建成無水及蓄水期壩體應(yīng)力狀態(tài)31-44
• 3.1 狼貓山水庫工程概況31-32
• 3.1.1 工程規(guī)模31
• 3.1.2 工程建設(shè)過程31-32
• 3.1.3 工程地質(zhì)條件32
• 3.1.4 工程運用情況32
• 3.2 工程質(zhì)量32-36
• 3.3 狼貓山水庫施工填筑與蓄水有限元分析36-44
• 3.3.1 模型建立36-37
• 3.3.2 計算參數(shù)設(shè)置37-38
• 3.3.3 計算分析步、荷載及邊界條件38-39
• 3.3.4 計算結(jié)果及分析39-44
• 第四章 暴雨入滲對壩體應(yīng)力影響44-54
• 4.1 暴雨入滲機理44-45
• 4.2 影響滑坡的因素45-46
• 4.2.1 影響暴雨滑坡的內(nèi)部因素46
• 4.2.2 影響暴雨滑坡的外部因素46
• 4.3 狼貓山水庫滑坡物探與滑體分析46-48
• 4.3.1 滑裂面的確定47
• 4.3.2 滑體分析47-48
• 4.4 狼貓山水庫降雨入滲滑坡有限元分析48-51
• 4.4.1 土體本構(gòu)48-49
• 4.4.2 計算分析步、荷載及邊界條件49
• 4.4.3 計算結(jié)果與分析49-51
• 4.5 狼貓山水庫滑坡機理分析51-54
• 第五章 庫水位變化對壩體應(yīng)力的影響54-60
• 5.1 壩體初始應(yīng)力與初始飽和度54
• 5.2 土體本構(gòu)模型54
• 5.3 計算分析步、荷載及邊界條件54-55
• 5.4 計算結(jié)果及分析55-60
• 第六章 結(jié)論及展望60-62
• 6.1 結(jié)論60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻62-66
• 致謝66-67
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及參與項目67-68
• 附件68

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本文編號：692081