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(1.三峡大学 水利与环境学院，湖北 宜昌 443002;

2.三峡水力发电厂，湖北 宜昌 443133;

3.漳河工程管理局，湖北 荆门 448156)

1 研究背景

到目前为止, 拱梁分载法[1]仍是拱坝结构分析的主要方法。但在采用拱梁分载法进行拱坝应力分析时，需要合理确定各计算高程坝基岩体的变形模量和泊松比[2]。而拱坝大多建在多种岩石组成的岩基上，坝基的综合变形参数不仅与各单层岩体的变形参数有关，还与各岩性岩体的厚度比例、岩层倾角有关，用其中任何一种岩性岩体的变形参数来代替或者对所有岩体变形参数进行简单的平均都是不合理的。因而合理正确地给出坝基的综合变形参数，对准确分析计算坝体应力具有十分重要的现实意义。

为此，周涛[3]提出采用平面有限元方法，按变位相等原理，分别得出各高程的拱向和梁向变形模量，将计算结果进行拱梁综合，从而得到各计算高程的地基的综合变形模量。但在综合过程中，权系数的选取往往依靠经验选取。

在材料科学领域，复合材料的等效性能研究是一个重要问题，已开展了相当多的研究工作，方法和模型也很多[4]，如自洽模型，Mori-Tanaka模型，Voigt-Reuss上下限模型，Eshelby模型，微分模型，Hashin-Shtrikma上下限模型等，这些方法中，有的预测的上下限范围很大，有的对弱化材料的形状有严格的要求，很难应用到坝基综合变形模量的计算中去。

事实上，宏观等效弹性特性是非均匀介质固有的物理特性之一，给定非均匀介质的细观结构及组分相的物理特性后，其宏观等效弹性性能就确定了，与其应力应变状态无关[5]。……