碾压混凝土拱坝破坏形式有限元仿真分析.pdfVIP

郭成，段亚辉．碾压混凝土拱坝破坏形式有限元仿真分析 文章编号：1006--2610(2011)S1—0O66—05 碾压混凝土拱坝破坏形式有限元仿真分析 郭 成 ，段亚辉 (1．国网电力科学研究院／南京南瑞集团公司，南京 210003； 2．武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072) 摘 要：以某工程碾压混凝土拱坝为例，采用有限元法仿真模拟大坝结构、地基条件、荷载和运行情况(包括意外的荷 载和运行情况)等，通过对大坝应力场、位移场、渗流场、抗滑稳定与强度可靠性的计算分析，研究可能导致破坏的原 因和破坏形式，确定典型坝体薄弱部位。 关键词：碾压混凝土拱坝；破坏形式；有限元仿真分析 中图分类号：TV642．2；TV698．11 文献标识码 ：A FiniteelementsimulationanalysisofRCC archdam failuremode GUO Cheng ，DUAN Ya—hui (1．StateGridElectricPowerResearchInstitute／NanjingNaruiGroupCorporation，Nanjing 210003，China； 2．StateKeyLaboratoryofWaterResourcesandHydropowerEngineeringScience，WuhanUniversity，Wuhan 430072，China) Abstract：TakinganRCCarchdamforexample，thedamstructure，foundationconditions，loadsandoperationconditions(includingun— expectedloadsandoperationconditions)，etc，aresimulatedbyusingthefiniteelementmethod．Throughcomputationalanalysisofthe dam stressfield，displacementfield，seepagefield，stabilityagainstslidingand strengthreliability，thepaperstudiesthereasonsand modeofdamage，anddeterminestheweakpartsofatypicaldam． Keywords：RCCarchdam ；damagemode；finiteelementsimulationanalysis． 据泄洪要求，坝身布置 3个表孔和2个临时底孑L，3 1 工程概况 个表孔位于河床坝段，呈大差动式布置，左右高表孔 某工程坝址位于距河 口约2．4km的峡谷内，正 堰顶高程 292．5nI，中表孔堰顶高程291．5m ，表孑L 常蓄水位 300In，水库总库容0．7033亿 nI ，最大坝 净宽 12nI。上下游均悬挑于坝身上，3个表孔最大 高 109．5nI，电站总装机容量 36MW，多年平均发电 泄量 2560nI ／s。 量 1．13亿kWh。该电站是一座以发电为主，兼有库 2 原理介绍 区航运 、防洪、水产养殖和旅游等综合效益的3等中 型水利水电枢纽工程。主要建筑物有碾压混凝土双 2．1 有限元基本原理 曲拱坝及其坝身泄洪表孑L、发电引水系统、地面式厂 有限单元法的基本思路是把连续介质离散成有 房 、变 电站、尾水渠 、进厂、上坝公路等 。 限个单元，便于在 电子计算机上进行分析。许多复 大坝采用高掺粉煤灰富胶凝材料的碾压混凝土 杂工程问题，用传统方法很难求解，用有限单元法却 作为筑坝材料，通仓薄层碾压，全断面整体连续上