土石坝的反馈分析及应用.pdfVIP

土石坝的反馈分析及其应用 郦能惠 紫 一_}s (南京水利科学研究院 提要本文以鲁布革心墙堆7渤!与株树桥面板堆石坝为例，介绍了十石坝反馈分析方法及 得出的新结论，阐明了反馈分析在1：{i坝筑坝技术中的作用。 1反馈分析的目的和方法 二十多年来．国内外提出了不少计算模型，试图比较止确地反映筑坝材料的真实特性、 以及十Ili坝在填筑期与运行期应力变形状态的变化，同时也发现：由于-室内试验试料的缩 制对试验结果有着不可忽视的影响，这就促使学者与-[程师们寻求一种检验七石坝计算模 型、计算参数和计算方法台理程度的手段，我们认为：反馈分析是一个比较好的手段，也 就是说：以反映土石拟性状的原型观测资料为基础，通过反馈分析来检验计算模型的合理 性，来判断计算参数选取的正确性，从而可以达到两个目的：一方面可以预测被分析对象 的未来性状，另一方面可以完善计算模型、改进计算参数的选取方法和上述各项计算方法。 反馈分析方法依据最优化原理，采用复形法使代表平均偏差的目标函数达到最小值。 2反馈分析的实例 本文介绍两个土Ii坝工程的反馈分析．分别是鲁布革坝与株树桥坝。 鲁布革圳位于云南省和贵州省交界的南稀江支流黄泥河上，该坝是一座窄心墙堆石坝， 坝高103m，坝顶K 墙底宽40m，心墙采用软岩风化料，坝壳采用白云岩和灰岩堆彳]I。 株树桥坝位于湖南省浏阳河南源小溪河F游，该坝是一座面板堆石坝，坝高78m，坝 灰岩，卜l游坝体为强风化板岩。 本次反馈分析采削沈珠江院士提出的烈屈服面弹塑性模型(南水模型)…．在反馈分析中 着重考虑了堆石的流变特性，采用牡恰特(Mechant)衰减型流变模型进行了流变分析。反馈 分析模型与计算方法详见参考文献f2】．不再赘述。 反馈分析采用笔者编制的BNCP程序，按平面问题进行。鲁布革坝分成263个四边形 等参单元，282个结点，计算模拟施工与蓄水过程，共分32个计算级，第1~3级模拟围堰 填筑，第4-1 水阶段，坝体填筑到坝项．水库蓄水深67m，第22～32级模拟蓄水过程。 反馈分析采用迭代验证法．具体做法是：利用干填筑期原型观测资料，用最优化技术， 一397—— 经过数次迭代．反演确定上述计算模型的各项计算参数。然后用于填筑期反馈分析得到的 这些计算参数进行填筑期全过程与蓄水过程的计算分析，将计算分析结果与原掣观测结果 相比较，以检验反馈分析得出的计算参数的合理性。 千填筑期反馈分析得出鲁布革坝坝体各区筑坝材料的计算参数见表1所示。 表I 土石料 干密度 湿密度 孔隙率 C 平I △D K K。 D G F’ (t／m3)(tl时)(％) (kPa)(’ r) l 49 1．93 47．6 327 0．76 618 034 028 50 风化料 35 309 4．8 0 河滩砂 2．13 224 23．1 43 3．4 0．844753 150602075．6 0．3620．519 人1二砂 204 2 12 272 47 52 07898“ 1728038687 0．3770．565 细堆石 2．19 2222l7 52 9．8 085l604 l加80．361 3．3 O．20O．724 粗堆石 2．13 2 16 240 5l 10 090582 116404032。74 0．20 0，762 用干填筑期反馈分析得出的计算参数(表1所示)对鲁布革坝填筑全过程与蓄水过程进 行计算分析，计算结果见图1至图4所示。由图可见：无论是竣T时心墙孔隙水压力及高 水位时心墙孔隙水压力，还是竣[时坝体沉降与水平位移，计算值与实测值都吻合良好， 这说明反馈分析得出的各项计算参数是合适的。 ·实测值 一计算值