定向爆破堆石壩具有節(jié)省工程投資、施工速度快等優(yōu)點。由于定向爆破難以精確控制堆積體塊石粒徑,進而無法完全準確把握堆積體的孔隙率,造成壩體孔隙率較大而且極不均勻,因此定向爆破堆石壩可能產(chǎn)生過大且不均勻變形。壩體的過大和不均勻變形將導致防滲系統(tǒng)的破壞,影響工程的安全。保證定向爆破堆石壩防滲系統(tǒng)的安全性和有效性是定向爆破堆石壩建設的關鍵問題。本文對某定向爆破瀝青混凝土斜墻堆石壩開展靜動力響應和抗震穩(wěn)定性分析,研究定向爆破堆石壩的安全穩(wěn)定性,主要研究內(nèi)容如下:（1）在總結(jié)土石壩數(shù)值計算關鍵問題的基礎上,選取適用于定向爆破堆石壩數(shù)值計算的筑壩材料本構(gòu)模型,建立了定向爆破堆石壩三維靜力分析數(shù)值模型,研究了壩體及瀝青混凝土斜墻的應力變形規(guī)律。結(jié)果表明定向爆破瀝青混凝土斜墻堆石壩壩體和斜墻變形相對于覆蓋層上的一般面板堆石壩的變形較大,瀝青混凝土防滲斜墻的不規(guī)則形狀對其應力變形具有較大影響。（2）基于有限元方法對定向爆破堆石壩開展三維非線性動力響應分析,研究了定向爆破堆石壩壩體和防滲體的地震加速度、地震位移、地震應力等地震響應規(guī)律。結(jié)果表明定向爆破堆石壩壩體和斜墻加速度、位移、應力及永久變形響應均呈現(xiàn)出從... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

某水庫工程地理位置圖

西安理工大學工程碩士學位論文14除險加固設計包含大壩防滲加固、壩頂工程、大壩安全監(jiān)測、輸水洞加固、洪水調(diào)度系統(tǒng)、管理設施改造和上壩公路修復等七項工程，其中大壩防滲主要采用鋪設復合土工膜的方式進行加固。該除險加固工程于2000年1月10日開工，2004年8月完工，2004年11月通過竣工驗收，水庫至今仍繼續(xù)向灌區(qū)和西安市供水。該水庫工程實物照片如圖2-2所示。圖3-2某水庫工程實景圖Fig.3-2Pictureoftheproject石砭峪河發(fā)源于秦嶺北麓的終南山，壩址以上控制流域面積132km2，形狀呈扇形，地表系石質(zhì)山區(qū)，流域系數(shù)約為2.1。河谷在接近出山處呈“U”形，兩岸山高坡陡，坡角在40°以上。壩址以上至關帝廟以南4公里范圍內(nèi)，山荒嶺禿，植被較差；從關帝廟至青岔的8公里范圍內(nèi)，山坡上有低矮的灌木叢，植被較好；青岔至羅漢坪以上，山坡被茂密的喬灌木覆蓋，植被良好。石砭峪河長度約35km，壩址以上干流長30km，河床平均比降為3%～6%，主要支流有大飄溝、小飄溝、龍窩子溝、大板岔溝等河流，長度一般為6～7km。石砭峪河在出山后匯入滈河，在香積寺處和決河相匯，后向西流至戶縣秦渡鎮(zhèn)入灃河，為滈河的二級支流，灃河的三級支流。石砭峪站多年平均降雨量872.6mm，年最大降雨量1139.1mm。水庫流域內(nèi)多年平均降雨量898mm，多年平均徑流量0.97億m3，多年平均蒸發(fā)量948.5mm，實測最大洪峰流量為359m3/s（2002年6月9日），最枯流量0.1m3/s，調(diào)查最大歷史洪峰流量為650m3/s（1908年）壩區(qū)位于秦嶺東西向構(gòu)造帶北緣，其地質(zhì)構(gòu)造受NEE向壓性結(jié)構(gòu)控制，以迭瓦序逆斷層為主，伴有SN向壓扭結(jié)構(gòu)面。區(qū)域地下水類型為基巖裂隙水，巖體裂隙發(fā)育，部分已貫通。裂隙大部無充填物，為基巖裂隙水提供了儲水空間，水庫枯水期蓄水位在696m以下時地下水受大?

西安理工大學工程碩士學位論文18(b)瀝青防滲斜墻模型圖3-6有限元計算模型Fig.3-6Finiteelementcalculationmodel3.3壩體應力變形結(jié)果根據(jù)大壩整體沉降、水平位移和軸向位移分布可以看出，壩體的整體變形趨勢為：竣工期和蓄水期整個壩體產(chǎn)生較大的沉降變形，受覆蓋層地基壓縮變形和定向爆破堆石料較大變形的影響，最大沉降主要發(fā)生在靠近壩基的部位；水平位移方面，竣工期上游側(cè)壩體和地基向上游變形，而下游側(cè)壩體和地基向下游變形，蓄水期在水壓力的作用下整個壩體整體呈現(xiàn)向下游變形的趨勢，較大變形值也發(fā)生在靠近壩基的部位；此外，壩體兩側(cè)呈現(xiàn)向中間變形的軸線變形分布規(guī)律，其中左岸較陡，變形相對較小，右岸較緩，軸向變形明顯較大。大壩最大剖面竣工期和蓄水期沉降分布云圖如圖3-7所示。壩體竣工期和蓄水期的最大累計沉降量分別為0.60m和0.68m，分別為壩高的0.71%和0.80%，最大沉降的位置均發(fā)生在靠近壩基的爆破堆石體部位。此外計算所得，竣工期上游側(cè)壩體向上游方向的最大水平位移為13cm，下游側(cè)壩體最大水平方向位移為11cm，蓄水期上游側(cè)壩體向上游方向的最大水平位移為5cm，下游側(cè)壩體向下游方法的最大水平位移為16cm，竣工期和蓄水期水平位移的最大值也發(fā)生在靠近壩基的爆破堆石體部位。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果[55]，面板堆石壩竣工期沉降一般不超過壩高的1%，對于覆蓋層上的面板堆石壩壩體最大沉降不超過壩高和覆蓋層厚度的0.8%，在覆蓋層作用下面板堆石壩最大沉降位置相對于基巖上的大壩一般會下移0.2倍壩高高度左右。根據(jù)該工程的計算結(jié)果可知，計算所得沉降值在一般面板堆石壩沉降范圍之內(nèi)，但總體相對于一般的面板堆石壩沉降較大，達到一般面板堆石壩沉降范圍的上限值，此外最大沉降位置相對于一般覆蓋層上面板堆石壩也下移較多

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]高面板堆石壩地震三維動力反應分析[D]. 鄧海峰.三峽大學 2010



本文編號：3415529