长垌双曲拱坝有限元等效应力计算研究.pdf

第 34卷 第2期 广西大学学报：自然科学版 Vo1．34No．2 2009年4月 JournalofGuangxiUniversity：NatSciEd Apr．2009 文章编号：1001．7445(2009)02．0123—04 长垌双 曲拱坝有限元等效应力计算研究 燕柳斌，李 海，张焕岭 (广西大学 土木建筑工程学院，广西 南宁 530004) 摘要：基于有限单元法结合长垌双曲拱坝进行了应力计算分析，并对坝体近基础部位进行了等效应力计算研 究，阐明了拱坝等效应力计算研究的基本方法和对工程的意义 ，得出有益结论，为该拱坝设计阶段提供可靠依 据，并对拱坝结构计算研究提供参考． 关键词：双曲拱坝；三维有限元法；等效应力 ；长垌水电站 中图分类号：TV642．4 文献标识码 ：A Studyonequivalentstresscalculationofchangtong doublearceddam withfiniteelementmethod YAN Liu-bin，LIHai，ZHANG Huan—ling (CollegeofCivilandArchitectureEngineering，GuangxiUniversity，Nanning530004，China) Abstract：TheequivalentstressofChangtongdoublearceddam wascalculatedandanalyzedwith thefiniteelementmethod，andtheqeuivalentstressofthedma bodynearfoundationWaSalsocal— culated．Theessentialprincipleandengineeringsignificancewereexpoundedinthepaper．which providesomereferencesforracdam design． Keywords：doublearceddma ；finiteelementmethod ；qeuivalentstress；ehangtonghydroelectic station 1 工程概况 长垌水电站是金秀河中下游的一个梯级电站．坝址位于金秀瑶族 自治县长垌乡六架村南西约 4．6km的河段上，距下游落脉河水库坝址约3．9km．该工程拟建最大坝高约358．50m，正常蓄水位高 程为 355m，总库容 30530km3．主要建筑物有大坝、引水隧洞及电站厂房等，是一个 以发 电为主，兼有 旅游等综合利用的工程，工程等级为Ⅲ等．大坝为碾压混凝土拱坝． 坝轴线位于长垌河出口下游约 1．3km的金秀河上，水流流态比较顺直，坝轴线呈北西向23。方向 展布，与流向基本垂直．河底宽13--20m，往上逐渐变宽50～100m，两岸比较对称，为一个典型的 “V” 字型河谷． 2 三维有限元计算 2．1 计算模型 取坝体和部分地基为计算模型，模型地基截取范围：左右两岸侧面相距310m，取垂直于河床方向 的水平单向约束；上下游方向两侧面相距 280m，上游侧面为 自由面，下游侧面有顺河流方向水平约束； 收稿 日期 ：2009—01—12；修订 日期：2009—02—04 基金项 目：广西科学基金资助项 目(桂科 自0832023) 通讯联系人 ：燕柳斌 (1955．)，男，河北昌黎人，广西大学教授，博士生导师；E—mail：yanliubin@126．㈣ 124 广西大学学报：自然科学版 第34卷 模型底面为高程 160m的水平面，设有竖向约束．约束情况见图 1．坝基岩体分为三种：强风化石英砂 岩，弱风化～新鲜石英砂岩及J 破碎带．由于该破碎带的宽度，伸展长度及岩埋不能确定，模型里没有 考虑破碎带和岩埋，地基统一为强风化材料，以分析其影响．建模时对结构作了如下简化． (1)忽略挑