基于ansys的拱坝坝肩及坝基整体稳定分析

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1、1002-5634(2012)03-0004-05基于ANSYS的拱坝坝肩及坝基整体稳定分析丁泽霖1，2王婧1黄德才21.华北水利水电学院，河南郑州450011：2贵州省黔西南州望谟县水利局，贵州望谟552300摘要：结合拱坝坝肩与坝基的地形、地质特征以及软弱结构面分布状况，通过ANSYS软件建立拱坝天然地基条件下的三维数值模型，并进行超载法计算，分析坝体变形与应变特征、坝肩和断层的变位分布特征、坝肩的破坏形态和过程，得到整体稳定超载安全系数，评价拱坝的安全度，为工程设计、施工和加固处理提供依据.拱坝；有限元；坝肩稳定2012-04-05丁泽霖(1983-)，男，满族，辽宁凤城人，讲

2、师，博士，主要从事水工结构工程方面的研究.万方数据密或少量曲泥瞒存情万方数据万方数据6华北水利水电学院学报2012年6月计算工况为正常蓄水位+淤沙+自重，研究坝与地基在正常运行状态下的工作性态及超载特性．3计算结果分析3．1坝体位移分布特征坝体上部位移大于下部位移，拱冠位移大于拱。思黑臀孵罴繁鼍暑矛焉烹黑舞蔑⋯．图4砌=1．0时坝体下游面径向位移分布(单位：m)端位移，拱冠上部位移大于下部位移，径向位移大于切向位移．坝体位移总体上对称性较好．坝体径向变位整体趋向下游，最大径向变位出现在拱冠梁顶部，超载系数却=1．0时，其值为59．6mm，随着超载倍数增加，最大顺河向位移由坝顶移至拱坝

3、中上部．图4—7为各超载条件下坝体下游面顺河向变位图．焉甓黑罗甓黑声气i矛Z烹鼍鼍⋯。图5即=3．0时坝体下游面径向位移分布(单位：m)删㈣20n_⋯11：¨：¨一】⋯⋯'⋯，口豢ii强；一愚甓烹F曩烹舅专惹i司篡拳_景⋯。。图6却=6．0时坝体下游面径向位移分布(单位：m)图8给出了坝体最大顺河向位移与超载倍数关系曲线．由图8可以看出：坝体顶部位移发展较底部增长快一些，在却=6．6之后出现了转折点；最大顺河向位移亦在Kp=6．6后出现了拐点；到lO倍荷载后，计算不再收敛．030609020l50l80210240270300顺河向位移／mm图8坝体最大位移、坝顶位移与超载系数关系曲

4、线3．2坝肩(基)超载特性及破坏模式和破坏机理应用非线性有限元计算和分析坝肩抗力体对稳定性的影响，主要考虑建基面及坝肩、坝踵及坝趾的r焉甓黑声甓曩_孽季i学謇寮。。图7印=7．0时坝体下游面径向位移分布(单位：m塑性破坏．图9—19为不同超载系数下坝肩塑性区破坏图及各典型高程坝肩破坏平切图．由图可知：①当蜘=1．0时，断层芦、层间剪切带万l_俨出现少量塑性破坏区，坝肩及建基面没有出现塑性区，各典型高程坝踵出现少量塑性区；②当蜘=1．2～2．0时，断层声、层间剪切带力l_屏塑性破坏区进一步扩大，坝肩坝基也出现小面积塑性破坏区．坝踵和坝基浅层拉剪破坏区显著加大，范围扩展至l950m高程．

5、各典型高程坝肩上游坝踵岩体有塑性区产生并向上游扩展；③当勋=3．0～4．0时，坝基塑性破坏区完全贯通，并继续向上下游扩展，建基面中心线40％处于塑性状态，各典型高程坝肩上游坝踵岩体塑性区继续扩大，并与下游结构面相互贯通；④当勋=7．0时，塑性区进一步扩大，坝肩坝基塑性区完全贯通，建基面中心线几乎全部处于塑性状态，坝肩岩体全部处于塑性状态，．03，伊上下游出露部分全部贯通，各典型高程坝肩下游坝趾岩体出现塑性区，并与坝踵塑性区贯通，坝与地基整体丧失承载能力．9875432§骚垛辫辐i梁剖面塑万方数据@@[1]苑宝军，张玉文.加快四川水电建设打造中国水电基地[J].水利科技与经济，2006

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