【摘 要】
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在已建成的各类水库当中,绝大多数都是以土石坝为主,而黏土心墙坝做为土石坝的一种,在世界范围内也得到了了广泛的应用。影响土石坝安全的一个重要因素,就是渗流问题,而另一个重要因素就是边坡稳定问题。目前关于黏土心墙坝渗流问题及边坡稳定问题的研究较多,但考虑渗流-应力耦合的黏土心墙坝边坡稳定问题研究的较少。有鉴于此,本文以云南省某黏土心墙坝为例,采用河海大学研制的CNPM3D渗流计算程序对其进行了三维渗流
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在已建成的各类水库当中,绝大多数都是以土石坝为主,而黏土心墙坝做为土石坝的一种,在世界范围内也得到了了广泛的应用。影响土石坝安全的一个重要因素,就是渗流问题,而另一个重要因素就是边坡稳定问题。目前关于黏土心墙坝渗流问题及边坡稳定问题的研究较多,但考虑渗流-应力耦合的黏土心墙坝边坡稳定问题研究的较少。有鉴于此,本文以云南省某黏土心墙坝为例,采用河海大学研制的CNPM3D渗流计算程序对其进行了三维渗流计算分析,同时采用大型通用有限元软件ANSYS对其进行了渗流-应力耦合计算分析,及边坡稳定分析,主要研究结论有:1)对正常、设计、校核三种工况下使用CNPM3D软件计算的结果表明,该黏土心墙的阻渗效果是显著的,浸润线不会从下游坝坡逸出。2)不考虑渗流-应力耦合作用时,ANSYS软件计算的渗流等势线与CNPM3D软件计算的结果相差不多,表明可以采用ANSYS软件进行土石坝的渗流分析。3)考虑渗流-应力耦合作用时,由ANSYS软件计算得到的渗流等势线,在心墙下游侧有明显增大的趋势;而各料区的渗透坡降则有减小的趋势。由此可见,应力场对渗流场有较大影响。4)考虑渗流-应力耦合作用时,渗透水压力的竖向分力使坝体的土体有明显的下沉趋势,竖向位移较不考虑耦合时明显增大,而且渗透水压力的作用使得坝体上游侧土体的应力明显比下游大。另外考虑耦合作用计算得到的边坡稳定安全系数明显比不考虑耦合作用时小,渗流场对黏土心墙坝坝体边坡的稳定是不利的。从偏于安全角度考虑,在进行黏土心墙坝边坡稳定计算分析时,应尽量考虑渗流-应力耦合作用的影响。
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