镶嵌式面板堆石坝应力应变特性研究

镶嵌式面板坝是解决高面板堆石坝安全性的一种新理念,结合某150 m面板坝工程,采用非线性平面有限元方法,系统研究了新坝型与常规面板坝应力应变特性的差异,并探讨了混凝土坝高度、顶面宽度和坡比对镶嵌式面板坝应力应变的影响。结果表明,镶嵌式面板坝与常规面板坝在堆石坝体沉降、周边缝变位等方面并没有显著改变,改变主要集中在堆石体上游向变形和面板的应力应变上,镶嵌式面板坝对堆石体上游向变形有一定抑制作用,由于缩短了面板长度,对面板静态应力应变状况有所改善,但对面板动态应力状况稍有不利。混凝土坝高度是控制性体型参数,需综合考虑其对堆石坝体、面板和混凝土坝自身应力变形以及接缝变位的影响,合理选择混凝土坝坝高。

镶嵌式混凝土面板堆石坝应力变形分析

对于200～300m级超高混凝土面板堆石坝,坝体堆石的变形控制,以及混凝土面板应力状态的改善将是关键技术问题。通过对堆石体底部设置的混凝土坝的高度、顶面宽度、下游坡比的对比分析,可以得出:a.与普通面板堆石坝相比,混凝土坝体的施工可以显著的坝体上游位移和沉降量,显著的减小沿面板方向的拉应力,但同时显著增大面板周边缝的沉陷值与张合值;b.随着混凝土坝高度的增加,面板的拉应力和周边缝的相对位移值逐渐减小;c.随着混凝土坝顶面宽度和下游坡比的增加,沿面板方向的拉应力却逐渐增大,不利于改善混凝土面板的受力。