面板堆石坝应力变形动力有限元分析研究

吴永飞

(沈阳市苏家屯区农业技术推广与行政执法中心，沈阳 110101)

1 绪 论

面板坝在中国坝工设计中占有一定比重，在强震区的面板坝应力变形研究十分重要，对大坝的安全稳定运行意义重大。因现行对于高面板坝的实际震害资料匮乏，基本振动台试验模型[1]研究中的动力特性较少开始不久，客观准确研究大坝动力变形有一定难度。通常混凝土面板堆石坝地震动力分析以静力计算为基础，模拟动荷载加速度作用下大坝受力变形，该方法中的应力分布特点、参数选取、接触面迷你等问题有待于进一步研究和探索。

2 工程实例

2.1 工程概况

某水利枢纽工程规模为Ⅰ等大(1)型，枢纽主要是以供水为主，兼具生态灌溉和发电功效。该工程总库容11.35亿m3，正常蓄水位为877.0m，坝顶高程为884m，最大坝高156m，电站装机容量84万kW。大坝基本设防烈度为8°[2]。枢纽建筑物主要为拦水坝、泄洪洞、引水隧洞和厂房等，面板堆石坝标准剖面，见图1；坝体三维有限元模型，见图2。

图1 某混凝土面板坝标准剖面图 图2 坝体三维有限元模型

2.2 本构模型与计算参数

坝体堆石料参数采用室内三轴试验[3]和相关工程经验[4]得来，坝体邓肯E-B模型材料参数表见表1；堆石料动剪切模量系数及指数值，见表2。

表1 坝体邓肯E-B模型材料参数表

表2 堆石料动剪切模量系数及指数值[5]

2.3 计算结果

2.3.1 坝体应力和变形

给定坝体代表节点和单元的反应时程，节点A高程为842m，体中节点A水平顺河向和竖向的加速度反应时程曲线，见图3；……