混凝土面板堆石坝静力分析

2012-10-23苏丹

山东水利 2012年10期

苏丹

（槐荫黄河河务局，山东济南 250118）

静力有限元分析可以得到坝体各部分的应力和应变数据，为面板堆石坝的静力分析提供依据。有限元数值计算的核心是确定坝体的应力—应变关系，即本构关系。坝体的本构关系受诸多因素影响，如成坝过程、颗粒组成、含水量、天然应力场、应力历史、密度、应力路径等，另外还与坝体的工作条件有关系。要正确、全面地反映坝体的本构关系是十分困难的，只有通过对试验资料合理的模拟，建立出能够简单反映坝体主要特性的数学模型，才能获得更有价值的数据。本文主要借助数值模型对渡口水电站工程面板堆石坝进行仿真数值模拟，以期得到有益的理论成果来指导工程设计。

1 应力应变有限元分析方法

计算采用三维总应力有限元分析方法。其中，堆石体静力计算模型采用Duncan E-B模型或沈珠江院士提出的南水双屈服面弹塑性模型，混凝土结构采用线弹性模型。面板与垫层、趾板与地基、连接板与地基、防渗墙与地基之间采用无厚度接触面单元模拟接触特性。趾板与连接板、连接板与防渗墙、面板与防浪墙间的接缝采用薄层单元模拟填缝材料的影响，缝中的木板采用线弹性模型模拟，木板两侧与混凝土接触用分离缝模拟。面板垂直缝采用分离缝模型模拟，面板周边缝采用连接单元模拟。