混凝土重力坝三维数值模拟及优化设计

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1、第34卷第8期人民黄河Vo1．34．No．82012年8月YELLOWRIVERAug．，2012【水利水电工程】混凝土重力坝三维数值模拟及优化设计李林科，张爱军(西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨凌712100)摘要：随着重力坝在工程中的广泛应用及新建重力坝坝高不断增加，其局部坝段的工作状况对大坝的整体运行影响也越来越大，因此选择适合工程实际的重力坝坝型显得尤为重要。通过抗剪断稳定计算和三维数值分析相结合的方法，分析了某重力坝的安全稳定性。计算结果表明，该坝坝肩段出现拉应力，以此对原设计方案进行优化设计，优

2、化后新坝型坝肩段无拉应力出现。原方案与优化方案的对比分析表明：类似工程中，重力坝坝肩段设计应采用坝肩段与主坝段有一定角度或类似于拱坝的形式布设，以减小坝肩拉应力；在同类重力坝安全稳定分析时，可采用抗剪断稳定计算与三维数值模拟相结合的方法；在二维计算满足规范要求时，三维数值模拟可采用弹性材料计算。关键词：重力坝；优化设计；抗滑稳定；数值模拟中图分类号：TV642．3文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2012．08．0433DNumericalSimulationandOptimiz

3、ationofConcreteGravityDamLILin—ke，ZHANGAi-jun(CollegeofWaterResourcesandArchitecturalEngineering，NoahwestA&FUniversity，Yangling712100，China)Abstract：Withwideorrangeapplicationofconcretegravitydamandtheincreasingofitsheight，theimpactofworkingconditionsinpartofda

4、monthewholedamoperationsystemisgrowing．Thus，gravitydamoptimizationdesignwhichaimstofitforengineeringpracticeispa~ieularlyimpor-tant．Basedonatypicalexampleofgravitydam，anewmethodthat3Dnumericalsimulationcombinedwithanti—cutstabilityanalysiswasemployedtoanalyzeth

5、estabilityofthatgravitydam．Thecalculationresultsindicatesthattensionstressappearedinabutment，hereofanoptimizationbasedontheoriginaldesigniscarriedout，andtheimprovedresultsshowsthatthereisnotensionstressinabutment．Bycomparingtheoriginaldesignandoptimizeddesign，c

6、onclusionsaregivenasfollowing：inordertoreducemaximumtensileinabutment，concretegravityabutmentshouldbede—signedacertainanglewithmaindamorbedesignedsimilartoabutmentofarchdam；themethodof3Dnumericalsimulationcombinedwithanti-cutstabilityanalysisCanbeusedintheanaly

7、sisofcongenergravitydam；whentheresultsof2DslidingstabilityanalysisCansatisfycode’Srequire—ments，elasticmaterialcanbeusedin3Dnumericalsimulation．Keywords：gravitydam；optimizationdesign；slidingstability；numericalsimulation混凝土重力坝结构简单、施工方便，在水利工程中应用较多，近年来新建重力坝的坝高不断增加

8、，其局部坝段的工作状1工程概况况对大坝整体运行的影响也越来越大，为了发挥其经济效益，某水库为主要供水水源工程，兼顾农业灌溉和养鱼等综合必须保证高重力坝能够安全稳定运行。目前，重力坝的研究重效益，对保证附近钼矿的正常开采运行具有重要的作用。水库心逐渐由以前单一的静力计算向静动力分析转变I4，由二维大坝为实体}昆凝土重力坝，最大坝高为55m，坝顶高