浅论河谷形状变化对面板堆石坝应力变形特性的影响分析

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1、独创性声明本人所呈交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除特别加以标注的地方外，论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文的研究工作和成果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任本人所有，本论文作者签名：蝉>9产年占月／2日学位论文使用授权声明在导师的指导下创作完成学位论文的知识产权归西安理工大学或发表该论文涉及的研究内容时，会注明西安理工大学。本人作为学位论文著作权拥有者，同意授权西安理工大学拥有学位论文的部

2、分使用权(在以下“口"中标明，同意的划“√”，不同意的划“×’’)，即：本人提交的印刷版和电子版学位论文，∥学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存；∥学校可以将学位论文的全部内容编入公开的数据库进行检索；形学校可以将学位论文的摘要编入公开的数据库进行检索；可学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆、资料室等场所及校园网上供校内师生阅读、浏览。本人学位论文全部或部分内容的公布(包括刊登)授权西安理工大学研究生学院办理。(保密的学位论文在解密后，适用本授权说明)论文作者签名：导师签名：坼i；

3、量肋z戽占月j2日摘要论文题目：河谷形状变化对面板堆石坝应力变形特性的影响分析学科专业：岩土工程研究生：李兆炜指导教师：胡再强教授签名：垄鲨生签名：数摘要混凝土面板堆石坝(Concrete-FacedRoclcfillDam)是以堆石体为主要支撑结构，并在其上游面设置混凝土面板作为防渗主体的一种土石坝。由于其施工简单、造价便宜、对地形地质条件具有较强地适应性，成为目前坝工建设最富竞争力和最具发展前景的坝型之一。在面板堆石坝中，坝体的应力变形是关系到大坝能否安全运行的一个重要方面。然而，在面板堆石坝的具体工程

4、中影响坝体应力变形的因素较多，如坝址处的河谷形状、深厚覆盖层、坝体的结构分区以及施工碾压标准等。在这些影响应力变形的诸因素中，坝址处河谷形状对坝体和面板的应力变形的影响是一个值得研究的课题，而且这方面细致研究的相关资料也较少。因而，本论文试图通过此次的研究分析为以后具体工程中不同河谷形状下面板堆石坝的设计、施工提供理论上地参考，具有重要的科研价值和工程实际意义。本论文的研究内容主要分为两部分：第一部分：研究河谷形状(坝顶长与最大坝高之比>变化对坝体及面板的影响。利用大型商业软件ANSYS强大的前处理功能建立

5、典型河谷形状下混凝土面板堆石坝计算的三维有限元模型：宽阔河谷(U型)、窄陡河谷(V型)、非对称河谷，以非线性有限元计算的基本理论为依托，利用EFES3D面板堆石坝计算程序分析典型河谷形状下坝体和面板在竣工期和蓄水期的应力变形特性，研究发现河谷形状的改变对坝体和面板的应力场与位移场的变化有着显著地影响，不同的河谷形状其坝体和面板的应力场与变形场有着自己独特地分布特性。尤其是在窄陡河谷(V型)中，坝体沿坝轴线方向的应力场分布具有明显的“拱’’效应特点。基于这种特点，深入地分析了窄陡河谷(V型)中坝体上下游坡率地

6、改变对坝体和面板的应力场与位移场地影响，根据研究所得的结论建议在窄陡河谷中在保证上下游坝坡稳定地前提下，可以尽可能地提高坝体的上下游坝坡，这样不但可以降低工程造价而且可以缩短施工期，以达到降低工程造价的目的。第二部分：通过构建具有特定地形特征的方法深入地分析了高陡边坡坡率与河谷宽度这两种计算方案地改变对面板堆石坝坝体和面板在竣工期和蓄水期的应力变形的影响。研究发现当河谷宽度固定高陡边坡坡率的变化对坝体和面板的应力变形影响较小；当两侧边坡固定河谷宽度地变化对坝体和面板的应力变形影响较大，但是当河谷形状参数达到

7、3西安理工大学硕士学位论文时，河谷宽度的变化对面板的应力变形的影响趋势在逐渐减弱。总而言之，当河谷宽度较大两侧岸坡较缓时坝体的变形较大但面板的应力较小；而当河谷宽度较小两侧岸坡较陡时坝体的变形较小但面板的应力较大。一关键词：面板堆石坝；河谷形状；应力；变形；有限元ⅡAbstractTitle：lNFLUENCEOFVALLYSHAPECHANGEONSTRESSANDDEFORMATl0N0FCONCRETE．FACEDROCKFILLDAMMajor：GeotechnicalEngineeringName

8、：ZhaoweiLiSupervisor：ZaiqiangHu(professor)Signature=Signature：Concrete．facedrockfilldamisaearth．rockdamwhosemainsupportingstructureisrockfill．anduseconcrete．facedasmajoranti．1eakageontheupstreamface．Becauseof