杨冬升 吴艾儒 罗远 吕坤 曾文丽 潘美言 黄雯 卢子祥

摘要：选择高120m的胶凝砂砾石坝进行不同坡率的坝体应力与位移分析。在建模时使用节点耦合技术，解决了ANSYS有限元模型不同材料分区公共边界材料属性划分、坝基扬压力施加问题。应力分析表明：第一主应力最大值、剪切应力最大值和最小值有相同变化趋势，即均在坡率m=0.8时取得最大值，在m=0.75时取得最小值。位移分析表明：按位移绝对值从大到小排序，依次对应坡率0.80、0.65、0.70、0.60、0.75。综合考虑，建议优选坡率m=0.75。

关键词：胶凝砂砾石；高坝；坡率；应力：位移

中图分类号：TV314

文献标志码：A

doi： 10.3969/j.issn.1000-1379.2018.04.024

胶凝砂砾石坝（Cement-Sand-Gravel Dam，简称CSG坝）所用筑坝材料是坝基、山体、天然河床开挖废弃料等，具有造价低、地基适应性强、抗震性能高、低碳环保等优点。国外最高的胶凝砂砾石坝是土耳其的Cindere坝（坝高为107m），其余坝高均在40m以下；国内永久性胶凝砂砾石坝只有在建的山西守口堡坝（坝高为60.6m），其余均为胶凝砂礫石围堰（临时性水工建筑物）。

经优化计算，参考国内外已建的胶凝砂砾石坝断面形状，胶凝砂砾石坝坝体断面多为梯形。梯形坝坡的坡率是影响工程量、坝体内部应力与位移的关键因素。可以参考的已建胶凝砂砾石高坝很少，其是否可以选择更小的坝坡，需要通过试验研究、模拟仿真进行分析。

本文选择坝高为120.0m的胶凝砂砾石坝进行有限元参数化建模，计算了不同坡率胶凝砂砾石坝体的应力、位移，给出优选的坝坡坡率。

1 胶凝砂砾石高坝有限元模型