主、次堆石区分界对面板坝应力变形影响研究.pdfVIP

第41卷 第 10期 人 民 长 江 Vo1．41．No．10 2010 年 5 月 Yangtze River May， 2010 文章编号：1001—4179(2010)10—0027—03 主、次堆石区分界对面板坝应力变形影响研究 吴 长 彬 ，燕 乔，张 岩 (三峡大学 水利与环境学院，湖北 宜昌443002) 摘要 ：为 了更好地研 究面板堆石坝主、次堆石区分界线位置对坝体、面板的应力及位移的影 向，结合水布垭面 板堆石坝的设计资料，通过拟定主、次堆石区分界线分别位于坝轴线上游、下游及坝轴线3种方案，在竣工期 (坝体施工完毕)和蓄水期 (水库蓄水到正常水位)不同工况条件下，利用ANSYS的二次开发功能进行三维非 线性应力应变分析计算，得到 了3种方案的坝体应力、面板应力、坝体位移、面板位移及面板垂直缝、周边缝三 向位移成果，通过对 3种方案的计算成果进行比较分析 ，确定了主、次堆石区分界线位于坝轴线下游较为合 理 。 关 键 词 ：主、次堆石区分界线 ；坝体应力位移 ；面板应力位移 ；接缝位移 中图法分类号：TV641．43 文献标志码 ：A 混凝土面板堆石坝是 以堆石为受力主体 、上游混 根据以往工程实践 ，在我国的面板堆石坝设计 中，一般 凝土面板为防渗主体的一种堆石坝。现代混凝土面板 取 “死区”下游侧 的边界作为主、次堆石区的分界，而 堆石坝具有断面小、安全性能好、对地基要求低、可简 国外的一些工程却倾 向于将次堆石区扩大至 “死区” 化导流、施工方便、受气候影响较小、造价低等诸多优 的上游侧 ，进而扩大软岩的利用率，降低工程成本，因 点，日益受到坝工界的重视，并成为有较强竞争力的坝 此，国内外在合理确定主、次堆石区分界线位置等问题 型¨j。目前，在我国随着水 电建设的重点向西部转 上还存在着一定的争议。 移，面板堆石坝呈现高度越来越高、规模也越来越大的 趋势 。 进入 21世纪以来 ，国际上相继开工建设和建成 了 一 批坝高200m级的高混凝土面板堆石坝 ，并应用了 一 些新的技术手段，取得了一些经验_]I4J，但从 已建成 工程 的初步运行情况看，这些高坝也出现了一些问题， 这些运行中的新问题反映了高混凝土面板堆石坝的新 图 1 常规面板堆石坝坝体分区示意 特征 ，逐渐引起 国际坝工界的普遍重视 。随着面板堆 石坝的发展，正面临着从 200m级高坝向300m级超 为了更好地研究面板堆石坝主 、次堆石区分界线 高坝的突破 ，深入研究 200m级高坝主 、次堆石区分界 位置对坝体、面板的应力及位移的影响，本文结合水布 线位置对坝体变形的影响，对解决 300m级超高坝的 垭面板堆石坝的设计资料 ，通过拟定主、次堆石区分界 变形 问题 ，具有重要的意义 。 线分别位于坝轴线上游、下游及坝轴线 3种方案，在竣 根据 Cooke和Sherard提出的面板堆石坝坝体分 工期 (坝体施工完毕)和蓄水期 (水库蓄水到正常水 区命名规则 J，常规面板堆石坝坝体分区一般如图 1 位)不同工况条件下，利用 ANSYS的二次开发功能进 所示。 行三维非线性应力应变分析计算，进而对水布垭面板 图1中，坝体 中心部位的区域为坝体的 “死区”。 堆石坝主 、次堆石 区分界线位置进行探讨分析。 收稿 日期 ：2009—10—30 作者简介：吴长彬，男，硕士研究生，主要从事水工结构的研究。E—mail：wuchangbin158@126．con 28 人 民 长 江