高混凝土坝水荷载引起的位移分量研究
2009-01-29黄耀英沈振中周宜红
长江科学院院报 2009年10期
黄耀英,沈振中,田 斌,周宜红
在水荷载作用下,混凝土大坝任一监测点产生的水平位移由 3部分组成[1,2]:即水压力作用在坝体上产生的内力使坝体变形而引起的位移;在建基面上产生的内力使地基变形而引起的位移;库水荷载作用使库盘变形所引起的位移。当假设地基不透水时,上游库水荷载作为面荷载作用在地基表面,这种水荷载施加方式目前工程上仍在采用[1~3]。由于实际地基是透水性材料,大坝建成蓄水一段时间后,在地基内将形成渗流场,上游库水对地基变形的影响应按渗流体积力进行分析[4~10]。张有天[9]、王媛[10]等认为混凝土坝虽然透水,但因其渗透系数很小,水力梯度非常大,通常近似按不透水介质处理,此时坝体上游面作用水压力(面荷载),坝基面作用扬压力(面荷载),而作用在地基上的水荷载一般按渗流体荷载考虑。笔者采用同一均质各向同性地基有限元模型,基于等效连续介质模型,对比分析了作用在地基上的水荷载作为面荷载和作为渗流体荷载(或称渗流体积力)引起的地基变形,得到结论:作用在地基上的水荷载作为面荷载和作为渗流体荷载 时存在等效关系,即中L为流线路径,但该水荷载分别作为面荷载和渗流体荷载引起的地基变形差异很大。即作用在地基上的水荷载总的作用力等效,但并不一定引起相近的效应量(位移、应力等)。
由于大坝和岩基工作条件复杂,荷载、计算参数等难以准确给定。目前,工程上常采用原型监测资料反分析大坝和岩基的实际运行状态[1,11]。……
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