大河水电站深覆盖层上面板堆石坝变形和应力性状分析

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1、第30卷第3期岩土工程学报Vol.30No.32008年3月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringMar.,2008大河水电站深覆盖层上面板堆石坝变形和应力性状分析1112孙大伟，邓海峰，田斌，郦能惠（1.三峡大学，湖北宜昌443002；2.南京水利科学研究院，江苏南京210029）摘要：国内外已建成的在覆盖层上坝高超过50m面板堆石坝的工程实例并不多，设计和施工上也还没有形成成熟的经验。拟建中的大河面板堆石坝坝高为50.8m，位于20～37m深的砂砾石覆盖层上。该坝最右侧以一块41.7m高混凝土面板与山体垂直相连接

2、，左侧以15.3m高趾板与山体垂直相连接，此山体地形条件及相应的如此高的垂直接缝布置方案明显不同于覆盖层上的其它面板堆石坝。设计者担心这两处周边缝的止水结构会因接缝的变形较大而破坏。为此，需进行三维应力变形分析。采用先进的网格离散技术建立了包含四周山体及覆盖层在内的面板堆石坝三维有限元巨型网格，共剖分19250个单元。计算程序中采用了与此巨型网格相适应的有限元加速计算技术，使计算机时从40h缩短为20min，从而很快得到了大坝的应力变形性状以及防渗体系接缝的最大变形值，为大坝最终设计方案的确定提供了有力的支撑。关键词：面板堆石坝；覆盖层；有限元；变形应力中

3、图分类号：TD853.34文献标识码：A文章编号：1000–4548(2008)03–0434–06作者简介：孙大伟(1971–)，男，黑龙江省克东县人，博士，副教授，主要从事水工和岩土计算分析。E-mail:daweisun@126.com。DeformationandstressanalysisofDaheCFRDbuiltonthickalluviumdeposits1112SUNDa-wei,DENGHai-feng,TIANBin,LINeng-hui(1.ChinaThreeGorgesUniversity,Yichang443002,Chin

4、a;2.NanjingHydraulicResearchInstitute,Nanjing210029,China)Abstract:TherearefewCFRDsbuiltonthickalluviumdepositswithdamheightofmorethan50m.Sodotherelativedesignandconstructionexperience.The50.8m-highDaheCFRDbuilton20～37m-thickalluviumdepositsisnowinthepreliminarydesignphase.Itsrigh

5、tfaceslab41.7minheightisperpendicularlyconnectedwiththerightbankofamountainandthelefttoeslab15.3minheightisperpendicularlyconnectedwiththeleftbankofanothermountain.SuchtopographiccharacteristicsofmountainbodyandtherelativedesignschemeareapparentlydifferentfromthoseofotherCFRDsbuil

6、tonthickalluviumdeposits.Sincetheexcessivedeformationofperimetricjointwouldleadtofailureofsealmaterialsandcausewaterleakage,3Dfiniteelementstress-deformationanalysiswascarriedout.3Dfiniteelementmeshwith19250elementsincludingsurroundingmountainandthickalluviumdepositswasestablished

7、byuseofadvancedgriddiscretenesstechnique.Largescalesofequationssolvingmethodwereadoptedintheprocedureandthecomputercalculationtimewasgreatlyreducedfrom40hoursto20minutes.Thereforethebehaviorofthedamandthejointofseepagepreventionsystemwasobtainedinashorttime,andtheresultswouldbehel

8、pfultothedesignofDaheCFRD.Keyword