对水布垭水电站面板堆石坝应力变形分析.doc

对水布垭水电站面板堆石坝应力变形分析.doc对水布域水电站面板堆石坝应力变形分析关键词:面板堆石坝应力变形仿真计算工程措旋水布址水电站潼要:水布域工程面板堆石坝是当前世界上最高的混凝土面板坝,在设计和施工等方面尚缺乏经验,为此在“九五”攻关中,对其中的关键技术问题进行了科学研究。在计算分析方面,采用不同的计算模型对200m级面板坝施工、蓄水全过程进行了仿真计算,研究其应力变形规律;研究探索了特殊边界、堆石体流变特性等问题,并提出了改善面板坝应力、变形的工程措施。在高面板坝三维有限元计算中引入了堆石体流变特性,初步探讨了堆石体流变对高混凝土面板坝应力变形的影响;提出了耦合薄层单元和三维非线性摩擦接触单元;对非线性K-G模型进行了改进;采用多种模型对水布址工程面板坝进行了二维、三维仿真计算,从技术上论证了该方案的可行性。潼水布土亚水利枢纽位于湖北省清江中游河段巴东县境内,该工程除发电外,还有防洪等任务。电站装机1600MW,保证出力310MW,・h,是华中地区具有多年调节性能的水电站。水布捷工程大坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高233m,目前在同类坝中居世界第一,因此有必要在大量试验取得技术参数的基础上,通过数值分析研究该大坝的应力、变形规律,论证200m级混凝土面板坝的技术可行性和经济合理性,并提出改善应力、变形的工程措施,这不仅对水布域工程建设而且对国内外高混凝土面板坝的发展具有重大的意义(注:参加本专题研究的有长江水利委员会、清华大学、河海大学、武汉大学等单位,共提出研究报告和论文30多篇)。:坝体变形大,有可能导致接缝张开和止水失效,甚至导致面板断裂及大量漏水,影响大坝和水库的安全运行。本专题结合水布址工程面板坝研究的主要任务是:M研究、寻找适合髙面板堆石坝应力变形的计算方法。M研究高面板堆石坝的应力、变形规律,重点研究特殊边界的模拟对混凝土面板应力、变形的影响。研究坝体较大的变形和堆石体流变对坝体应力变形及接缝位移的影响。M研究减小坝体变形量及其危害性的工程措施。M通过本专题研究,为水布址工程混凝土面板坝设计提供科学依据,并促进国内外高面板堆石坝设计理论和计算方法的发展。,其具体目标是:M用二维有限元分析,采用类比已建工程所拟定的材料参数进行敏感性分析,研究200Ill级面板堆石坝的应力变形规律。M根据水布址工程堆石料的大量室内试验和现场碾压试验的成果,用三维有限元分析,采用不同计算模型,对水布域工程面板坝进行仿真计算,研究在不同应力路径下髙面板堆石坝的应力变形规律。M寻求适合于高面板坝的应力变形计算模型,以及周边缝、垂直缝、面板与垫层接触面的模拟方法聶初步了解在高围压