九甸峡混凝土面板堆石坝应力和变形有限元分析

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1、第8卷第3期南水北调与水利科技Vo1．8No．32010年6月South-to-NorthWaterTransfersandWaterScience＆TechnologyJun．20106oi：10．3724／SPJ．1201．2010．03117九甸峡混凝土面板堆石坝应力和变形有限元分析吕生玺(1．河海大学水利水电学院，南京210098；2．甘肃省水利水电勘测设计研究院，兰州730000)摘要：采用非线性有限元方法，对修建在深厚覆盖层上的九甸峡混凝土面板堆石坝进行了深人研究，得到了大坝坝体应力应变、混凝土面板的应力应变、

2、河床防渗墙的应力应变状态，以及面板周边缝的变形分布情况，揭示了峡谷地区和深厚覆盖层条件下面板堆石坝在各种工况下的应力应变规律，为工程设计提供依据。关键词：面板堆石坝；本构模型；非线性有限元；应力变形。中图分类号：TV314文献标识码：A文章编号：1672—1683(2010)03—0117—04FiniteElementAnalysisonStressandDeformationforJiudianxiaConcreteFaceRockfiilDamIUSheng-xit0(1．CollegeofWrConservancy

3、andHydropowerEngineering，HohaiUniv．，Naing210098，China；2．TheWaterResourceandHydropowerInvestigationDesignandResearchInstituteofGansu，Lanzhou730000，China)Abstract：ThispaperconductedadetailedresearchintoJiudianxiaconcretefacerock-filldam(CFRD)byusingthe3-dimensionaln

4、on-linearFEM．Thestatesofstressandstrainofthedambody，theconcreteface，theriverbeddiaphragmwall，aswellasthedistributionsoftheperipheraljointsandslabjointsareobtained．ThelawofstressandstrainofCFRDconstructedonthickmorainecoverfoundationinrivervalleysindifferentoperati

5、ona1statesisrevealed．Theresearchthusprovidedabasisforengineeringdesign．Keywords：CFRD；constitutivemode1；non-linearfiniteelement；stressanddeformation九甸峡坝址区河谷狭窄，两岸岸坡极不对称，河床分布深枢纽工程水库正常蓄水位2202．O0m，校核洪水位厚砂砾卵石覆盖层，并有一深槽贯穿整个坝址，深槽覆盖层最2205．11m，相应水库总库容9．43亿rn3，面板堆石坝最大高大厚度达56m

6、，为了满足河床深覆盖层的防渗要求，设计采度133m，电站总装机容量为300MW。按《水利水电工程等用了混凝土防渗墙垂直防渗的处理方案。该设计方案中防渗级划分及洪水标准》(SI252—2000)规定，工程规模属于大(2)墙与面板的连接是整个防渗体系的关键，也是大坝一地基整型，工程等别为Ⅱ等，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。个防渗系统的最薄弱环节，必须给予足够的重视。本文重点大坝按照1级建筑物设计。围绕上述问题，通过对坝体和坝基整体结构在不同工况下应九甸峡面板堆石坝关键问题有：坝址区河道狭窄，岸坡陡力变形的数值模拟分析，深

7、入研究覆盖层上面板堆石坝的应峻，特别是坝址左岸岸坡近于直立；河床底部分布深厚覆盖力变形特性、深覆盖层对上部坝体变形的影响规律，以及坝层，最深为56m，宽度只有40m左右；地震设计烈度为8度；体一面板一趾板一连接板一防渗墙覆盖层之间的相互作用两岸存在地下水低凹带，以及两岸卸荷裂隙发育等，对面板坝性态等，对工程的结构形式进一步进行了论证，为设计方案的布置和结构设计、大坝的应力变形等很不利。针对关键问题，确定提供了技术支持。设计采取了相应工程措施，结合分析计算和模型试验等成果，确定在深厚覆盖层上修建面板碓石坝，最大坝高133m，

8、坝顶l工程概况长232m，设计坝体上游坡比为1：1．4，下游坡比为1：1．3、九甸峡水利枢纽工程位于甘肃省卓尼、临潭两县交界处，1：1．4；坝顶宽10m，上游设钢筋混凝土“L”型挡墙；坝体填筑黄河支流洮河中游的九甸峡峡谷进口段，距兰州市约193料区自上游向下游依次为垫层区、过渡层、主堆石区、可利用km，