六库水电站rcc纵向围堰堰基应力应变及稳定性分析

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1、六库水电站RCC纵向围堰堰基应力应变及稳定性分析摘要：采用二维和三维非线性有限元分析方法，研究了六库水电站RCC纵向围堰堰基应力应变状态和稳定性。在此基础上对防渗墙各截面的剪力、轴力和弯矩进行计算研究，提出了配筋方案。计算表明，堰体位移大，堰体与防渗墙接头处附近存在应力集中现象，防渗墙的防渗效果显著，分载作用明显，右防渗墙承受的弯矩更大些，应加大其配筋率。关键词：有限元围堰应力应变防渗墙配筋率StressandStabilityAnalysisofLongitudinalRCCCofferdamFoundationofLiukuHydropoalstyle="MARGIN

2、-LEFT:5.25pt;TEXT-INDENT:-5.25pt;LINE-HEIGHT:15pt">AbstractThestressstateandstabilityoflongitudinalRCCcofferdamfoundationofLiukuhydropoentmethod.Thentheshear、axialforceandbendingmomentofgoverningsectionsofanti-seepageovementofcofferdamislargeandthestressconcentratesinjointofcofferdamandan

3、ti-seepageeetengineeringrequirementandthesteelrEinforcementrateofrightanti-seepageoment.Keyentmethod，cofferdam，stress，deformation，anti-seepageentrate一工程概况六库水电站坝址区位于云南省怒江州首府六库城上游4.5km处的怒江“U”型峡谷中，江水流向由北东转为南西流出坝址。六库水电站为河床式电站。枢纽工程总体呈“一”字型布置，主体建筑物由混凝土重力坝、溢流坝、泄洪冲砂闸、主、副厂房等部分组成。纵向碾压混凝土围堰为永久建筑物，工程

4、导流结束后不再拆除。纵向碾压混凝土围堰左侧设有4孔7.5m×10.0m冲砂孔，底板高程798.0m，建基面高程794.5m。为了满足加固边坡、防止堰基掏刷及基础防渗要求，在堰基部位设置两道钢筋混凝土防渗墙（连续墙）。纵向围堰堰基座于冲积层上，冲积层厚度为15m～20m，基岩为挤压破碎岩体，厚25m～30m，以散体结构为主。冲积层渗透系数K=27.58m/d～5.69m/d,属强～中等透水性。冲积层以下为灰质粉晶白云岩。该地段分布的断层有F4、F5、F2-1，它们和围堰轴线成大角度斜交，呈陡倾角穿过堰基。由于特殊的地质条件和岩层分布，六库水电站纵向碾压混凝土围堰基础稳定是本

5、工程的关键技术问题之一。二有限元分析原理2.1岩体强度与本构模型六库水电站纵向围堰堰基主要由软弱的砂卵砾石层和下伏散体结构组成，其特点是变形和强度力学指标低，易于发生塑性流动和屈服。为此，本次有限元分析采用低抗拉的岩体弹塑性本构模型开展研究。按低抗拉弹塑性模型分析，坝基岩体材料开裂条件用宏观强度描述:表1岩体物理力学参数表序号岩体代号变模E（GPa）泊桑比μ容重（t/m3）抗剪断强度渗透系数f'C‘（MPa）K10-7（m/s）1砂卵砾石QAL-20.0480.352.10.5250.014757.02散体结构T2H0.0400.2802.700.3750.0578.73

6、断层0.0400.3502.100.3500.0350.014围堰砼25.00.1672.451.100.9010-65钢筋砼防渗墙26.00.1672.451.100.900.016钢筋砼防渗隔板26.00.1672.451.100.900.017冲砂闸砼25.00.1672.451.100.9010-6825.00.1672.451.100.9010-69垫层砼25.00.1672.451.100.9010-6(i=1,2,3)式中σii表征应力张量三个主应力，分析中可能呈单向、双向及三向开裂情况，由程序自行校核并进行刚度修正。岩体是否进入塑性状态，按Druker-P

7、rager准则判别：（2）式中I1和J2分别为应力张量的第一不变量和偏斜应力张量的第二不变量，α，k是与岩体材料摩擦系数tg和凝聚力C有关的常数，由下式计算：（3）弹塑性矩阵为：（4）式中：2.2软弱结构面非线性分析模型按层面法向抗拉材料分析，剪切滑移按Mohr-Coulomb条件校核：（5）式中Cj和tgj分别为软弱夹层抗剪强度参数。对于破碎带宽度较大的断层，按不抗拉弹塑性材料分析，是否进入塑性状态的判别条件仍采用Drucker-prager准则，只是材料摩擦系数和凝聚力改用断层的相应值，本构矩阵仍沿用（4）式。2.3纵向围