复杂基岩重力坝应力稳定分析及坝基加固措施研究

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重力坝是水利工程中最重要的建筑物,然而有些大坝由于修建前未对地基进行很好的地质勘察,就盲目的动工兴建,再加上在施工的过程中管理不严,所以许多工程存在安全问题。因此如何准确、科学地评价大坝运行情况,具有非常重要的意义。  复杂基岩重力坝的应力稳定分析是进行其它设计的基础,是整个设计的重要组成部分,应力主要是坝基强度设计、坝踵抗拉能力设计,稳定是在荷载作用下,核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定,检验坝体是否满足工程安全要求。  应力计算中,本文基于有限元软件ABAQUS,结合工程研究在复杂基岩条件下,考虑断层破碎带及软弱夹层,进行坝体基岩作用下的静力分析,得出不同工况下对坝踵应力的影响,考虑的敏感性因素有:地基计算范围、地基弹性模量、坝体坝基结合方式、软弱夹层的强度、位置,断层的倾角、位置,岩体的非均质性以及材料非线性等。  稳定计算中,总结了抗滑稳定安全系数的计算方法,探讨了失稳判据的标准,采用有限元强度折减法,通过折减材料参数,利用位移突变和塑形贯通区求解整体安全系数,综合两个判据,得到的安全系数较为准确。影响重力坝抗滑稳定的因素较多,本文研究分层施工、运行期蓄水、降低弹性常数E和v对重力坝深层抗滑稳定的影响,给出了结论。  对重力坝加固措施进行安全评价,详细分析坝踵齿墙加固方案,结果表明,在坝踵部位设置齿墙,在一定程度上改善了坝踵应力;从抗滑稳定角度来考虑,计算出来的安全系数较未加齿槽时提高了7.14%,证明在坝踵处加设齿槽对重力坝深层抗滑稳定性会有一定改善;对重力坝其他有效加固措施进行了总结。研究结果为实际工程的设计提供了重要的技术依据,且对于同类的重力坝结构分析具有一定的参考价值。
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