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锦屏一级高拱坝三维渗流场及坝肩稳定性研究

林正伟  
【摘要】: 锦屏一级水电站位于四川省木里、盐源两县毗邻处的雅砻江中游,电站设计装机容量3300MW,采用混凝土抛物型双曲拱坝,拱坝最大坝高305m,是当今国际上拟建的最高拱坝。高拱坝坝肩岩体的稳定性是拱坝结构安全运行的基础。锦屏一级高拱坝坝址区左右坝肩存在几条规模较大的断层、深部裂缝以及岩体松驰等不利地质构造,因此,在各种工程荷载和渗流场作用下的坝肩稳定性成为拱坝设计中的重大技术问题。 本文结合锦屏一级水电工程的科研项目“锦屏一级高拱坝渗流场及整体稳定性分析”,运用三维弹塑性有限元仿真计算方法,对锦屏一级高拱坝基础三维渗流场及坝肩岩体的稳定性开展了系统的研究。其主要内容和特色在于: 1、根据锦屏一级普斯罗沟坝址地形、地质条件,建模时充分考虑左右坝肩的主要断层、深部裂缝、煌斑岩脉、节理裂隙以及岩体松弛等不利地质构造,较客观地反映工程的实际情况。 2、运用三维有限元法,分别计算不同工况下坝址区域三维渗流场的浸润线和等压线的分布特性,研究渗流对坝肩(基)稳定性的作用与影响,提出对坝肩抗滑稳定有利的防渗及排水处理方案。 3、模拟坝区岩体初始应力场。 4、运用三维弹塑性有限元法,研究天然地基情况下拱坝结构及地基的应力变位特征、采用点强度储备安全系数法和超载法分析拱坝坝肩的整体稳定性。 5、运用三维弹塑性有限元法,研究不同加固措施对拱坝结构特性以及拱坝坝肩整体稳定性的改善效果。 本文研究成果表明:防渗帷幕和排水平硐对于减少坝肩(基)浸润区范围,降低浸润线高程效果显著,可以有效改善拱坝坝肩(基)及下游边坡的整体稳定性。文中还揭示了拱坝的结构特性以及坝肩(基)可能出现破坏的部位与发 四川大学硕士学位论文 育深度,为拱坝的基础处理措施选择提供了依据,同时得到了天然地基方案坝 肩的整体超载安全系数为3.5,加固方案的整体超载安全系数系数可以提高至 4.2的重要结论。


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