东川水库低弹模混凝土防渗墙应力变形分析

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1、东川水库低弹模混凝土防渗墙应力变形分析张冲隆(福建省水if,0水电科学研究院，福建福州350001)摘要：该文结合平和县东川水库大坝混凝土防渗墙工程实例，采用二维非线性邓肯(E—B)模型，对不同弹性模量、不同厚度的防渗墙进行应力、变形分析，为水库除险加固设计提供依据。分析结果表明：弹性模量对防渗墙应力影响较大，对变形影响较小；墙厚对防渗墙应力、变形影响均较小。关键词：防渗墙；应力；变形；弹性模量；邓肯(E—B)模型；东川水库中图分类号：TV543．82文献标识码：B文章编号：1002—3011【2016)02—0049—04引言而下分别

2、为1：2、1-2．3、1：2．5、1：2．5、1：2，高程226．26m、217．79m、210．00m、208．00m分别设土石坝除险加固工程中，坝体防渗较多采用混宽2．0m、4．0m、4．0m、8．1nl的马道。背水坡凝土防渗墙。混凝土防渗墙具有成墙整体性好、厚217．79m以下为堆石棱体。度均匀连续、质量可靠、防渗效果好、观测方便、坝体筑填土主要成分为粘性土，均匀性较好，耐久性好等特点，是一种比较稳妥可靠的防渗加固处理措施¨]。中小型水库除险加固工程对稳定、渗回填时经分层压实。坝基从上至下分别为凝灰熔岩残积粘性土、全风化凝灰熔岩、

3、强风化凝灰熔岩及流问题研究较多，对防渗墙应力、变形研究相对较弱风化凝灰熔岩。少。现根据平和县东川水库除险加固实际情况，分析不同弹性模量、不同墙厚情况下，混凝土防渗墙2水库大坝存在的主要问题的应力、变形情况，为水库除险加固设计提供依据。1985年坝坡发现白蚁活动现象，左坝岸坡尤为1工程概况严重，曾挖出蚁巢多处。库水位高于218．00m高程东川水库位于漳江上游的平和县安厚镇东川村，时，右岸桩号0+080—0+120段，217m高程及以距平和县城50km，是一座以灌溉为主，结合发电、上2m区域，出现40～60ITI湿坡带，随即进行灌防洪等综合

4、利用的多年调节中型水库。水库除险加浆处理。灌浆工程于1985年5月动工，同年12月25日竣工。灌浆处理后，湿坡问题基本解决。2006固后死水位212．33m，正常蓄水位230．00m，设计洪水位232．68m，校核洪水位233．67m，总库容年水库高水位运行时，大坝背水坡高程226．00m以1617万m。枢纽工程包含大坝、溢洪道、输水涵下湿坡面积达380na，后即限制水位运行。洞、坝后电站及管理房等。工程于1965年6月动工大坝加固前存在的主要问题：坝体筑填土压实兴建，1967年9月竣工蓄水，至今已运行将近50度均偏低，含水率偏高。筑填

5、土干密度差异较大，年，于2009年被鉴定为“三类坝”工程。压实度变化较大，呈弱～中等透水性。水库高水位大坝为均质土坝，坝顶高程234．53m，坝顶宽运行时，大坝背水坡出现大面积湿坡。5．5m，防浪墙顶高程235．73m，坝顶长208．0m，3除险加固方案设计最大坝高36．53m。大坝迎水面坡比自上而下分别经过综合比较，坝体除险加固采用冲击钻造混为1：2．5、1：3、I：3．5、I：3．8、I：4，高程226．26凝土防渗墙方案。拓宽坝顶以后，在高程233．73inm、218．00m、210．00m分别设宽2．0m的马道，进行混凝土防渗墙

6、施工。防渗墙中心线位于坝上0高程208．43m设宽1．0m的马道。背水坡坡比自上+002．05，与坝轴线平行，墙厚0．8In，中心线长收稿日期：2016—05—09212．89m，墙顶高程233．67m，防渗墙面积5930m2，49图1坝体典型断面式中：A为方向应力增量；A6为方向应变增量；Ao"为】，方向应力增量；压强度R81>9MPa，抗拉强度R28≥0．9MPa，抗渗A6为y方向应变增量；△为剪应力增量；于1X10～cm／s。△y为剪应变增量；4应力变形计算E为切线弹性模量；为切线体积模量。4．1计算程序本次分析中，材料的应力应变

7、关系采用非线性模型(邓肯(E—B)模型)，如果某单元处于初始加载状况，其切线弹性模量E和切线体积模量的相应计算公式为：4．2计算区域和边界条件[一]。B：p。1＼Po1卸载时，采用卸载弹性模量：E=Kurp。f1式中：和分别为最大和最小主应力；P。为大气压力；c和为强度指标；：霸：，为破坏比；K为弹性模量数；为弹性模量指数；4．3计算模型为体积模量数；m为体积模量指数；K为卸载弹性模量数。4．4计算方法计算单元采用四边形等参单元，坝体填筑土等材料应力应变采用非线性邓肯(E—B)模型。整个计算分析的模型共剖分i463个单元、1569个节l

8、l=3Bl3B3B们olll点。计算中模拟坝体的加固施工和蓄水过程，首先△JL00EJL△y』填筑坝体，然后加固施工，最后施加水压力，一次50u1u十昴蓄水至设计水位。为接触面材料外摩擦角，8=10。；4．