高碾压混凝土坝层面稳定分析方法研究

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1、广西水利水电GUANGXIWATERRESOURCES＆HYDROPOWERENGINEERING2012(5)·研究与探讨·高碾压混凝土坝层面稳定分析方法研究牛景太(南昌工程学院，江西南昌330099)【摘要】碾压混凝土坝在结构上具有明显的成层状，水平层面是影响碾压混凝土坝强度、稳定和渗流的关键部位。随着碾压混凝土坝筑坝高度的增加，沿层面的抗滑稳定越来越受到重视。针对碾压混凝土坝的结构和施工等特点，详细分析了引起层面失稳破坏的各个影响因素，并对层面各种失稳破坏形式的判据做了分析研究，提出了采用等比例降参数强度储备和非线性有限元相结合的方法

2、，对碾压混凝土重力坝的渐进破坏过程、破坏机理和极限承载能力进行了探讨和研究。[关键词】碾压混凝土坝；层面；稳定；强度储备系数法【中图分类号】TV314[文献标识码】B[文章编号】1003—1510(2012)05—00012—04碾压混凝土坝是近3O年来发展起来的一种新混凝土的抗剪强度为抗压强度的1／4—1／5。影响碾的筑坝技术。其在结构上具有明显的成层状】。这压混凝土抗拉强度和抗压强度的影响因素，同样是些水平层面是影响碾压混凝土坝强度、稳定和渗流影响抗剪强度的因素。但是在层面存在的情况下，的关键部位，其抗剪强度一般都低于其混凝土本体碾压混

3、凝土的抗剪强度则更为众多学者所关注。的抗剪强度。对于坝高较低的碾压混凝土重力坝，许多研究表明，在施工初凝时间内的碾压混凝由于所承受的水平推力相对较小，沿层面的抗滑稳土，层面抗剪强度与本体抗的剪强度相当或前者稍定问题尚不能引起人们的重视。但对于坝高超过小；但超过初凝时间，并且未对层面进行处理或者200m的高碾压混凝土坝而言，这个问题就显得非存在冷缝的施工层面，层面抗剪强度要远低于本体常的突出了。层面的破坏问题在一定程度上成了的抗剪强度。碾压混凝土坝往更高方向发展的瓶颈问题。已有1．1层间间隔时间的影响的研究皿卅多从抗滑稳定可靠度、有限元模型、

4、断裂碾压混凝土坝存在着众多的施工层面，而层间力学模型对碾压混凝土坝层面进行研究，而鲜见有间隔时间是影响混凝土的一个重要的因素，抗剪断采用强度储备系数法结合弹塑性有限元法对碾压强度因层间间隔时间的增加而降低，尤其是在间隔混凝土坝层面稳定进行分析的研究。初期，抗剪断的强度降低的速度较快，而后期则趋本文针对碾压混凝土坝的结构和施工等特点，于缓和。详细分析了引起层面失稳破坏的各个影响因素，并碾压混凝土层层间的抗剪强度主要受凝结时对层面各种失稳破坏形式的判据做了分析研究，提间、凝结材料用量、缓凝剂效果、外界气温和大气湿出了采用等比例降参数强度储备和非

5、线性有限元度以及层面状况等因素的影响。因此，层间允许间法相结合的方法，对碾压混凝土重力坝的渐进破坏隔时间根据工程的当地气温、大气湿度、混凝土配过程、破坏机理和极限承载能力进行了探讨和合比，通过现场的层间抗拉和抗剪断试验来确定。研究。1．2层面处理方式的影响碾压混凝土坝由于层面的存在，不可避免地要1层面抗剪破坏因素分析对有一定时间间隔的层面进行处理。处理的方式包括层面铺静浆和铺砂浆两种，研究表明，采用铺相对于碾压混凝土的抗拉压强度而言，人们更净浆处理方式的抗剪强度要比不处理高关心碾压混凝土的抗剪强度值，抗剪强度的大小直接关系到坝体的抗滑稳定性

6、。众多试验表明，碾压6．4％一18．6％，而采用层面铺砂浆的处理方式获得【收稿日期】2012—07—10【作者简介】牛景太(1977一)男，山东东明人，南昌工程学院讲师，博士研究生，主要从事水工结构及建筑物安全监控方面的研究。12广西水利水电GUANGXIWATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2012(5)的碾压混凝土抗剪强度又要高于层面铺净浆的处=[000】(2)理方式，且具有更高的凝聚力。如表I所示：相应的应力应变关系为可以表示为表1不同胶凝材料用量的碾压混凝土层面抗剪断试验成果{)=l{)(3)式中：

7、da为应力增量；为应变增量；【D]为层面拉裂后的弹性矩阵，【D】=]【D]【E1，[D]为弹性矩阵1O000001O000OO0000lE1=OOlO0O10OOOOOOOO00+2G00O表1中，碾压混凝土试验龄期为180d，层间间^+2G+2GOO0+2G+2G000隔时间为24h。从表1可以看出，当胶凝材料用量[D】：O00G00在200—160km范围内变化时，对混凝土抗剪强度0000G0O000OG的影响不大；层面铺净浆的抗剪强度比层面不处理的抗剪强度高18％一20％，而层面铺砂浆的抗剪强度又略大于层面铺净浆的抗剪强度。2．2层面

8、的拉剪破坏判据分析层面在单拉应力的状况下发生拉裂破坏的形式通常比较简单，在实际问题中，层面受力情况是2层面失稳破坏判据分析比较复杂的，层面在拉裂时往往还要承巨大的受剪对于存在众多