面板堆石壩混凝土防滲結(jié)構(gòu)損傷分析.pdf

1、混凝土面板堆石壩由于具有安全、經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)環(huán)境和氣候條件等優(yōu)點(diǎn)，深受壩工界的青睞，混凝土面板堆石壩是目前壩工建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快的壩型之一。面板和高趾墻作為面板壩的主要防滲結(jié)構(gòu)，是整個(gè)大壩正常工作的最重要防線，保證其安全可靠地工作運(yùn)行一直是壩工界研究的首要問(wèn)題。
　　目前，我國(guó)混凝土面板堆石壩的發(fā)展正面臨著從200m到300m級(jí)壩高跨越的技術(shù)挑戰(zhàn)，尤其是這種超高面板壩，在高應(yīng)力場(chǎng)下堆石料破碎嚴(yán)重，壩體變形較大，可導(dǎo)致面板破裂

2、，從而威脅大壩的安全運(yùn)行。由于面板的順坡向拉應(yīng)力變化比較大，在混凝凝土面板堆石壩的靜、動(dòng)力分析中，采用線彈性模型進(jìn)行應(yīng)用有一定的局限性。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃集成項(xiàng)目（編號(hào):91215301）、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào):51379028;51279025）、新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃資助（編號(hào):NCET-12-0083）和地震行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（編號(hào):201208013）資助下，采用混凝土塑性損傷模型，考慮了混凝土的損傷開(kāi)裂

3、，以及表現(xiàn)出的剛度退化和應(yīng)變軟化的特性，實(shí)現(xiàn)了混凝土面板堆石壩面板及高趾墻的靜、動(dòng)力計(jì)算方法。較好的模擬了面板及高趾墻損傷的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程，驗(yàn)證了混凝土塑性損傷模型在面板堆石壩中的應(yīng)用。
　　通過(guò)對(duì)200m混凝土面板堆石壩的靜、動(dòng)力分析，計(jì)算結(jié)果表明:地震時(shí)，在0.65H（H為壩高）附近順坡向拉應(yīng)力最大，面板首先在該部位出現(xiàn)損傷，同時(shí)由于鞭稍效應(yīng)，0.85H面板附近也出現(xiàn)損傷;采用損傷模型，損傷部位的面板出現(xiàn)軟化，應(yīng)力得到釋放，計(jì)

4、算結(jié)果比線彈性模型更加合理;采用塑性損傷模型可以反映混凝土面板漸進(jìn)破壞過(guò)程，通過(guò)損傷變量可以清晰地了解面板的損傷分布和薄弱環(huán)節(jié)。本文的研究成果可以為進(jìn)一步開(kāi)展混凝土面板堆石壩極限抗震能力及抗震措施分析提供有效手段。
　　通過(guò)對(duì)帶有高趾墻的混凝土面板堆石壩靜動(dòng)力反應(yīng)特性進(jìn)行了二維有限元分析，計(jì)算結(jié)果表明:高趾墻在施工和蓄水工程中上、下游兩側(cè)受到拉、壓應(yīng)力交替作用，竣工期最大拉應(yīng)力發(fā)生在高趾墻下游面底部，滿(mǎn)蓄期最大拉應(yīng)力發(fā)生在高趾墻上