孙文博

(黑龙江省黑河市水务局，黑龙江 黑河 164300)

1 挤压式边墙技术

挤压式边墙是对面板堆石坝的垫层和过渡层施工的技术创新，目的是为增强坝体上游坡面的稳定性。施工工艺是在坝体料填筑前，先对挤压边墙进行边坡处理，通过挤压机成型混凝土边墙结构，边墙结构和坝体高度同步上升，保证回填土、垫层料和过渡料的正常施工。当挤压墙结构达到一定强度，再开始进行回填土的碾压密实。因其施工速度快，工艺简单，造价可控，现已被大量使用在大坝工程中。

2 堆石体本构模型

堆石坝土石材料的本构关系及本构模型采用非线性E-B模型[1]，假定土石料抗剪强度符合Moher-Coulomb破坏准则，切线模量推导步骤如下：

2.1 切线弹性模量

Et=K(1-RfS)2Pa(σ3/Pa)n

(1)

其中

S=(σ1-σ3)(1-Sinφ)/(2Ccosφ+2σ3Sinφ)

(2)

φ=φ0-△φLog(σ3/Pa)

(3)

当(σ1-σ3)<0.95(σ1-σ3)i-1且Si<0.95Si-1时土体无荷载，此时卸变形模量表达为：

Eur=KurPa(σ3/Pa)d

(4)

2.2 切线体积模量

土体中泊松比μ反映体积变化，称为E-μ模型，切线体积模量由下式计算：

Bt=KbPa(σ3/Pa)m

(5)

计算时定义Bt在Et/3至17Et之间。

3 工程实例

3.1 工程概况

某混凝土面板堆石坝位于我国湖北省境内，枢纽主要工程效益为发电，兼具防洪灌溉功能[2]，水库正常蓄水位647.5m，坝顶高程651.0m，最大坝高115.3m，坝顶长291.4m，总库容0.99亿m3，坝料分区为坝前铺盖、面板、垫层区、过渡区和上、下游堆石区。混凝土面板及分缝图见1。

图1 混凝土面板及分缝图

3.2 有限元模型

坝体有限元网格剖分[3]采用solid65八节点六面体等参单元，挤压式边墙采用shell181单元，边墙共划分单元105个，节点113个。大坝共划分三维空间单元1162个，结点5631个。坝体有限元网格划分见图2。

图2 坝体有限元网格剖分图

3.3 计算参数

坝体堆石料采用邓肯E-B模型，各材料物理参数根据类似工程和专家经验确定[4]，计算参数统计见表1。……