汪海龙

(大石桥市水利工程移民局，辽宁 大石桥 115100)

0 引 言

近年来，混凝土堆石坝以气候适应性强、造价经济的特点，在国内许多地区中小水利工程中得到应用[1-5]。混凝土堆石坝的安全性一直是国内外学者研究的首要问题。在工程设计时需要对混凝土堆石坝的塑性损伤进行分析。目前，在国内混凝土堆石坝抗震数值分析较多的是Lee-Fenves 模型[6-10]，该模型具有较强理论分析基础。但传统Lee-Fenves 模型在进行水工建筑物抗拉计算时，不可实现混凝土钢体抗拉动态计算，存在一定的局限。有学者引入抗拉应变曲线，实现了对传统Lee-Fenves 模型的改进，但是改进的Lee-Fenves 模型在混凝土堆石坝抗震能力分析的应用还不多见。为此，本文引入改进的Lee-Fenves 模型，以辽宁南部某混凝土堆石坝为工程实例，对该混凝土堆石坝的塑性损伤进行数值分析，并结合原型观测试验分析改进的Lee-Fenves 模型在应力计算的精度上的改善。

1 改进的Lee-Fenves 模型原理

传统Lee-Fenves 模型基于混凝土塑性原理进行应力的计算，计算方程为：

(1)

在应力计算的基础上，结合刚性屈服和流动准则计算混凝土刚性屈服度，计算方程为：

(2)

传统Lee-Fenves模型采用流动方法计算塑性应变，计算方程为：

(3)

其中：

(4)

式(3)和式(4)中：λ为塑性不变量；ap为与混凝土强度相关参数。

此外，方程还对混凝土堆石坝塑性损伤的损伤计算分析，计算方程为：

(5)

式(5)中：σg为不用应力下的应力状态变化曲线。在不同应力状态下的混凝土堆石坝抗震强度计算方程为：

(6)

式(6)中：ag为抗震强度参数。……