戈顿大坝产生裂缝的原因及分析

戈顿大坝位于澳大利亚塔斯马尼亚州西南部戈顿河狭窄的峡谷中。大坝为双曲拱坝，坝高140m。该坝已投入运行25年，其水库是水电公司两大水库中之一。戈顿水库初次蓄水期间，在基础接触面下游面混凝土表面上发现了若干条垂直于基础的裂缝。主要裂缝位于右坝肩的坝段J中，长度约为20m，与基础垂直并距离大坝底部约20m。为了更清楚地了解该裂缝的范围和扩展速度，对其进行了测绘和监测。早在八十年代，曾运用有限元模型模拟该裂缝，但由于该模型有限元网格粗大，收效甚微。现在，借助现代有限元程序和强大的计算机功能，设计人员能够建立更加精确的有限元模型。借助这些现代化工具能够更准确地模拟戈顿大坝和大坝裂缝。曾为戈顿大坝及其基础建立了一个详细精确的三维有限元模型，通过与实测变形值和应力值比较，证明该模型是正确的。利用该模型可更加准确地对裂缝产生原因进行研究。该模型还可用于评价如果此裂缝继续扩展对大坝安全造成的影响(实际上将使大坝底部与大坝其余部分分开)。最终发现应力重新分布，尤其在水平拱圈方向，应力数值很小。虽然出现了裂缝，但戈顿大坝的破坏机理与没有裂缝之前相似。因此，戈顿大坝是安全的。