面板裂缝对积石峡水电站大坝渗流场影响的数值模拟

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1、第31卷第6期水利水电科技进展2011年12月V01．31No．6AdvancesinScienceandTechnolo~ofWaterResourcesDec．20l11X)I：10．3880／j．issn．1006—7647．2011．06．013面板裂缝对积石峡水电站大坝渗流场影响的数值模拟刘昌军，丁留谦，徐泽平，蔡新合2，张顺福(1．中国水利水电科学研究院，北京10(1038；2．中国水电顾问集团西北勘测设计研究院，陕西西安710065)摘要：基于面板等宽缝隙稳定流的运动规律，采用裂缝面单元法建立了混凝土面板裂缝的渗流计算模型，实现了渗流全场和裂缝渗流分析的统一。在

2、此基础上编制了含裂缝面单元的三维渗流场有限元计算软件GWSS，利用该软件对积石峡水电站大坝正常运行和发生竖向裂缝的工况进行渗流场分析，获得了大坝面板产生裂缝后的渗流场分布规律。计算结果表明，不同位置、长度和宽度的面板裂缝对大坝渗流场、渗流量和渗透比降影响不同，上部裂缝对大坝渗流场的影响较小，下部和中部裂缝的影响较大，一旦面板发生裂缝，面板附近、垫层和过渡区出现较大渗透比降，且随着与裂缝距离的增大而快速衰减．关键词：混凝土面板；裂缝；渗流；数值模拟；有限元分析；积石峡水电站中图分类号：TV131．2文献标识码：A文章编号：1006—7647(2011)06—0050—05Num

3、ericalsimulationofinfluencesofcracksonseepagefieldsofJishixiaHydropowerStation／／LIUChang—inn，DINGLiu—qian，xUZe—ping，CAIXin-he2，ZHANGSiren—tu(1．ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch，成凡g100038，China；2．HydroChirutXibeiEngir~eringCorporation，Xi’an710065，China)Abstract：Basedonthemo

4、tionlawofthesteadyflowsinaequilatecracks，anumericalmodelforthecracksinconcretefaceroekfilldamswasestablishedbyuseoftheinterfaceelementmethod．Theunificationoftheseepageanalysisincracksandothersectionswasachieved．Accordingly，afiniteelementanalysissoftware-一groundwatersimulationsystem(GWSS)for

5、3Dseepagefieldsofconcretefacerockfilldamswithcrackelementswascompiled．BymeansoftheGWSS，theseepagefieldsofJishixiaConcreteFaceRockfillDamundertwoworkingconchtionswithout(：racksandwithverticalcrackswereanalyzed．n1edistributionlawsoftheseepagefieldswereobtainedaftertheoccu／Tenceofcracksinthefa

6、ce．11henumericalresultsshowthatthecracksatdiferentlocationswithdiferentdepthsandwidthshavediferentinfluencesontheseepagefieldsofthedam，seepagedischargeandpermeabilitygradient．rhecracksappearedattheupperpartofthedamexertlessinfluencesontheseepagefieldsthanthoseatthelowerandmiddleparts．Once(：

7、racksappearintheface．1argepermeabilitygradientwillbearousedinthesurroundingareasnfthefaceandtransitionmaterialSinthecushionlayeranditrapidlydecayswiththeincreaseofthedistancefromthecracks．Keywords：concretefacerockfilldam；crack；seepageflow；numericalsimula