阳江上水库碾压混凝土重力坝深层抗滑稳定分析-论文.pdf

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1、第35卷第3期华北水利水电大学学报(自然科学版)Vo1．35No．32014年6月JournalofNoahChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower(NaturalScienceEdition)Jun．2014DOI：10．3969／j．issn．1002—5634．2014．03．007阳江上水库碾压混凝土重力坝深层抗滑稳定分析汪凌，郭博文，赵海涛(河海大学，江苏南京210098)摘要：通过建立最高坝段溢流坝段和最高坝段非溢流坝段模型，对阳江上水库碾压混凝土重

2、力坝进行静、动力作用下的深层抗滑稳定分析。模型考虑了坝后白水瀑布陡崖的影响．静力计算是基于有限元强度折减法，无需假定滑动面，根据特征点位移突变以及塑性区贯通等判断准则来确定大坝的整体稳定性；动力分析采用振型分解反应谱法，由其导出水平地震剪力，并将该剪力作用在建基面上，在此基础上进行动力作用下的抗滑稳定分析．计算结果表明，各种工况下抗滑稳定安全系数均满足要求，失稳破坏时产生的可能滑移路径未通过下游白水瀑布陡崖，坝后白水瀑布陡崖不影响大坝安全．关键词：碾压混凝土重力坝；陡崖；深层抗滑；稳定分析；反应谱法中图分类号：TV

3、312文献标识码：A文章编号：1002—5634(2014)o3—0028—04阳江抽水蓄能电站上水库挡水建筑物为碾压混整体稳定性，有必要对其进行静、动力作用下的深层凝土重力坝，坝顶总长476．5m，最大坝高104．6m，抗滑稳定分析，以此来观察白水瀑布陡崖是否对其坝顶宽7．0m，共分16个坝段．坝址位于上水库库整体稳定性有影响．盆北面白水河河谷，河谷呈南北向，长约300in．坝笔者针对阳江抽水蓄能电站上水库碾压混凝土轴线往北约160in为白水瀑布陡崖，瀑布顶高程重力坝，考虑下游白水瀑布陡崖的影响，分别建立最677

4、nl，瀑布底高程388m，落差289m，陡崖平均坡高坝段溢流坝段和最高坝段非溢流坝段的有限元模度40。～45。．根据地质报告，坝址断层、裂隙以陡倾型，对其整体稳定性进行安全评价，研究其破坏角为主，多与坝线呈大角度或近于垂直相交，河床部机理．位岩体较完整，岩体抗滑、抗变形能力强，坝基未发1有限元模型及相关参数现严重影响坝基抗滑稳定的倾向下游的缓倾角软弱结构面，缓倾角节理面发育较少，延伸短，多数闭建立的最高坝段溢流坝段和最高坝段非溢流坝合⋯．由于坝后存在白水瀑布陡崖，因此为了大坝段的有限元模型如图1所示．(a)溢流坝段

5、(b)非溢流坝段图1最高坝段三维有限元模型收稿日期：2014—04—21基金项目：国家自然科学基金面上项目(51279050)．作者简介：汪凌(1978一)，女，安徽合肥人，工程师，硕士，主要从事水工结构数值分析、工程建设管理方面的研究郭博文(1988一)，男，河南周口人，博士研究生，主要从事高耸结构抗震和抗风方面的研究．赵海涛(1978一)，男，河南周口人，讲师，博士，主要从事水利、土木工程数值仿真方面的研究．第35卷第3期汪凌，等：阳江上水库碾压混凝土重力坝深层抗滑稳定分析29溢流坝段模型共计18735个节点，

6、65348个单计算时对地基部分的4个侧边界进行法向约元．非溢流坝段模型共计l8811个节点，62738个束，地基底部边界进行3项固定约束，坝体部分不进单元．两个模型中坝体主要采用8节点六面体单元，行约束．地基中的岩石采用DP屈服准则，断层及软部分采用6节点五面体金字塔单元及4节点四面体弱结构面采用ME屈服准则．模型的材料参数见表单元；地基与断层均采用4节点四面体单元．1．各计算工况的荷载组合见表2．表1材料静态参数表2结果分析2．1静力深层抗滑稳定分析采用有限元强度折减法，分别对最高坝段溢流坝段和非溢流坝段的两种静

7、力工况下深层抗滑稳定进行计算分析．选取上游坝顶中心点作为典型点，绘制出其位移一安全系数曲线图一]．由于篇幅有限，仅给出最高坝段溢流坝段模型正常蓄水位下典型点的位移一安全系数曲线，如图2所示．从总位移突变来判断，在正常蓄水位工况下，最高坝段溢流坝段深层抗滑的安全系数为2．5左右．图3安全系数为3．2时塑性破坏区图0．48由图2和图3可知，塑性区贯通时对应的安全0．40系数大于位移发生突变时所对应的安全系数．综合0．32二者，得到最高坝段溢流坝段正常蓄水位的安全系登。0．16数为3．0．可用此法得到其他工况的安全系数，

8、具体0．O8见表3．0．00O表3静力工况下深层抗滑稳定安全系数圈2典型点位移一安全系数曲线图最高坝段溢流坝段在正常蓄水位工况下，安全系数为3．2时的塑性破坏区如图3所示，此时塑性区已贯通．30华北水利水电大学学报(自然科学版)2014年6月由表3可知，最高坝段溢流坝段和最高坝段非从总位移突变来判断，在设计地震工况下，最高溢流坝段，在正常蓄水位工况下得到的深