基于SBFEM的心墙坝基座跨尺度精细应力分析

基座是连接混凝土沥青心墙坝心墙和防渗墙的关键部件,其受力特性对结构安全评价至关重要。通过四分树快速离散技术建立5种网格密度的跨尺度分析模型,采用非线性多边形比例边界有限元与传统FEM耦合计算方法,研究了基座结构在施工期的应力性态以及改善对策。结果表明:基座及周围土体网格尺寸对二者相互作用存在较大影响;随着网格的细化,基座应力极值将增大,且压应力极值最大相差约57.4%,拉应力极值相差约59.3%,但最终应力分布规律和数值均趋于收敛;在基座周围局部设置高塑性黏土区可有效改善基座应力状态。建议沥青心墙坝分析中基座网格尺寸宜为0.05~0.10m,基座周围局部土体网格尺寸宜为0.1~0.2m,黏土区宽度可取1.0~1.5倍的基座宽度。基于比例边界有限元的跨尺度分析方法可实现高效精细化建模和计算,能更合理地评价高坝防渗系统安全性。