深厚覆盖层上高面板堆石坝新型结构应力变形性状影响因素研究.ppt

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1、深厚覆盖层上高面板堆石坝新型结构应力变形性状影响因素研究第十二届全国土力学及岩土工程学术大会潘家军水利部岩土力学与工程重点实验室长江水利委员会长江科学院2015.7.20汇报提纲一、研究背景与意义二、计算模型及计算参数三、盖板长度对大坝应力变形性状的影响四、覆盖层加固对大坝应力变形性状的影响五、结论1、研究背景与意义攀枝花宜宾乐山二滩电站金沙江金沙江岷江大渡河长江雅砻江YibingPanzhihuaLeshang成都昆明宜宾大理乐山攀枝花丽江澜沧江金沙江雅砻江大渡河岷江白鹤滩糯扎渡乌东德金沙江干流：乌东德、塔城、其宗雅砻江干流：两河口、牙根大渡河干流：双江口、长河坝、瀑

2、布沟澜沧江干流：糯扎渡、如美、古水怒江中下游：松塔、鹿马登坝高136m覆盖层厚90m狮子坪瀑布沟坝高186m覆盖层厚75m糯扎渡坝高261.5m覆盖层全开挖双江口坝高314m覆盖层厚60~80m全部挖除1、研究背景与意义九甸峡坝高136m覆盖层厚56m察汗乌苏坝高107.5m覆盖层厚47m1、研究背景与意义随着我国西部水电开发进程的深入，不可避免地会遇到深厚覆盖层上的建坝问题，面临覆盖层开挖与保留问题大开挖方案：直接将心墙坝的防渗心墙或面板坝的趾板建造在基岩上开挖回填工程量大工期长施工期间的排水困难弃碴占地多且污染环境1、研究背景与意义保留方案：直接将心墙坝的防渗心墙或

3、面板坝的趾板建造在覆盖层上廊道尺寸较小，一般仅允许在廊道里面进行帷幕灌浆，不能在廊道里面施工防渗墙，必须先施工完防渗墙再填筑坝体。无法调整防渗墙的施工顺序，制约工期覆盖层超百米，坝高超150m，坝基变形量大、防渗墙应力高，对防渗结构要求高，难以接受，尚无工程经验1、研究背景与意义深厚覆盖层上直接建设高坝对策心墙坝：直接在覆盖层上建“混凝土盖板”，混凝土盖板中设置大型廊道，可以在大型廊道中施工修建防渗墙，由覆盖层中的防渗墙、混凝土盖板及以上的坝体形成完整的防渗体系。1、研究背景与意义深厚覆盖层上直接建设高坝对策面板坝：在覆盖层上浇筑一层混凝土盖板1、研究背景与意义2、计算

4、模型及计算参数计算模型依托我国西南地区金沙江拟建的某高土石坝工程，最大坝高218m河床覆盖层厚77m～100m，主要为砂砾卵石和漂石，自上而下依次为Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ河床覆盖层内设两道混凝土防渗墙，防渗墙厚1.6m，深入基岩1m坝体和覆盖层的本构模型采用邓肯E-B模型剖分单元数为2170个，节点数为2457个计算中面板、盖板、防渗墙采用线弹性模型，面板与垫层、防渗墙与覆盖层、盖板与坝体及覆盖层之间设置无厚度Goodman单元模拟接触面特性计算仿真模拟坝体施工、蓄水全过程2、计算模型及计算参数计算参数材料干密度(t/m3)φ(°)Δφ(°)C(kPa)RfknKurKbm主堆石料

5、2.2247.8600.8916000.2932005750.38次堆石料2.2246.75.700.8914500.2730005300.30过渡层料2.1042.73.800.799000.3218004500.24垫层料2.1538.7000.749860.3618003800.32覆盖层③2.1848.77.200.859000.4718004580.23覆盖层②1.6432.60380.883700.237501100.27覆盖层①2.2352.09.500.8613000.2726007750.13接触面/11/150.7415000.66///2、计算模型

6、及计算参数计算方案方案方案编号方案盖板长度盖板分缝覆盖层加固区模量基本方案1基本方案盖板长0.5倍坝底宽无分缝无加固,模量不变盖板长度比较方案1-1比较方案无盖板1-2盖板长0.25底宽1-3盖板长0.75底宽盖板分缝比较方案2-1比较方案盖板长0.5倍坝底宽盖板2等份分缝2-2盖板3等份分缝覆盖层加固比较方案3-1基本方案盖板长0.5倍坝底宽无分缝模量提高1倍3-2比较方案模量提高2倍3、盖板长度对大坝应力变形性状的影响方案号方案内容竣工期蓄水期水平位移(cm)竖向位移(cm)大主应力(MPa)小主应力(MPa)水平位移(cm)竖向位移(cm)大主应力(MPa)小主应

7、力(MPa)向上游向下游向上游向下游1盖板L=0.5D78.773.53675.621.429.21823936.061.481-1盖板L=0.0D76.972.83745.591.423.92023966.001.481-2盖板L=0.25D80.073.73735.591.4301923946.001.481-3盖板L=0.75D78.475.73645.61.4129.41754006.061.48盖板长度对坝体应力、变形的影响无论是竣工期还是蓄水期，坝基盖板长度对坝体竖向位移和主应力大小影响均很小坝体水平位移随盖板长度的增大而减小