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肯斯瓦特面板堆石坝应力应变分析

彭成  
【摘要】:混凝土面板堆石坝具有安全性好、适应性广、施工方便、就地取材、投资省和工期短等优点,是目前坝工建设中最富有竞争力和最具发展前景的坝型之一。 本文根据混凝土面板堆石坝遇到的实际工程问题,结合肯斯瓦特混凝土面板堆石坝,堆石体材料非线性应力应变的本构关系采用邓肯张E—B模型,采用有限元ANSYS软件的参数化设计语言APDL编辑适合堆石体的邓肯张E—B模型程序,以此程序对肯斯瓦特面板堆石坝进行三维非线性有限元数值计算,运用APDL语言进行建立坝体模型、划分网格、加载计算和后处理分析过程。根据工程实际情况,对坝体取出Z=160.0m、Z=340.0m、Z=420.0m三个典型断面和过坝轴线的纵断面。分析了肯斯瓦特面板堆石坝断面在竣工期和蓄水期两种工况下的应力变形分布规律,以及在蓄水期混凝土面板的应力变形分布规律,并分析其主要影响因素。为肯斯瓦特面板堆石坝的设计与施工提供有益的参考。主要研究结论如下: 1、在竣工期坝体的应力变形分布规律。坝体的最大沉降变形为76.96cm,小于坝高的1%,最大值位于坝体Z=340.0m断面附近且在1/2坝高处上游侧。大主应力随深度递增,压应力由坝体堆石自重引起。 2、在蓄水期坝体的应力应变分布规律。坝体的最大沉降变形为84.05cm,比竣工期增加了7.09cm,仍小于坝高的1%,沉降的90%在竣工期已经完成,只有小量在蓄水期完成。大小主应力比竣工期有所增加,但是分布趋势没有明显变化。 3、在蓄水期面板的应力变形分布规律。面板法向挠度的最大值为12.9cm,河槽中部面板出现压应力,两岸出现拉应力。


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