论文部分内容阅读
土石坝因其结构简单,建造方便,在我国分布广泛。而坝体的应力变形及渗流是土石坝安全稳定的主要因素。对于有堆石区、心墙、反滤层、上下游设置了透水砖铺盖、上游区与下游区的填筑料相同,没有设置过渡层与次填筑料区的这种特殊土石坝研究较少,本文以这种特殊土石坝英武水库为研究对象对土石坝的应力变形及渗流进行了研究。本文应用MIDAS/GTS软件对英武水库土石坝建立三维有限元模型,坝体、地基选用Duncan-Chang(邓肯-张E-B)模型,混凝土材料选用线弹性模型,选取直心墙、斜心墙两种方案进行坝体的应力应变研究;应用理正软件对坝体进行二维坝坡稳定性分析。研究得出以下结论:1、选取施工期、竣工期二种工况计算,施工期、竣工期直心墙沉降量要比斜心墙沉降量小;直心墙竣工期大坝的竖向位移最大值为12.26cm,发生在坝体中间靠近坝顶1/2~1/3的位置;上游水平位移小于下游水平位移,但二者数值不大;坝体最大压应力都出现在坝体底部中心位置,最大拉应力出现在坝体的两侧透水砖铺盖处。2、蓄水期考虑三种工况(正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位)进行位移计算,水平向上游的位移是减少的,而水平向下游的位移是增大的;竖向沉降位移分别12.57cm、12.64cm、12.75cm与竣工期相比均增大;三种工况应力均增大,坝体的最大压应力均出现在坝体底部中心位置,最大拉应力均出现在坝体的两侧透水砖铺盖处,同一水平线上上游应力大于下游应力。3、模拟计算大坝的分层填筑与一次性填筑施工两种方案。大坝一次填筑竖向沉降最大值为25.6cm;分层填筑竖向沉降最大值12.26cm。分层填筑优于一次性填筑。4、改变坝体材料弹性模量、破坏比、粘聚力、摩擦角等参数计算分析,参数下调对大坝沉降影响更大。工程施工时,必须保证坝体的材料强度与施工质量。5、选取三种工况(正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位)计算心墙的孔隙水压力、坝体总水头、压力水头、渗流量,溢出点位置位于下游坝趾上方2~3米处。心墙孔隙水压力分布符合渗流变形的规律。6、应用理正软件对大坝进行二维坝坡稳定性计算。两种工况(正常蓄水位、校核洪水位)计算结果均大于规范规定的1.35,满足大坝稳定要求。本文计算的结果对与本工程结构相似的坝型可提供一定的参考。