基于有限元的高拱壩壩肩穩(wěn)定分析

1.7萬(wàn)字 55頁(yè) 原創(chuàng)作品，已通過(guò)查重系統(tǒng)


摘要
錦屏一級(jí)樞紐工程位于四川省雅礱江中游是流域重要的梯級(jí)電站。樞紐工程以發(fā)電為主，兼有攔沙、防洪、蓄能等作用。壩型選用混凝土拋物線型雙曲拱壩，壩高為305m，是目前世界上最高的拱壩。壩址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，左右岸壩肩巖體內(nèi)發(fā)育有各類軟弱結(jié)構(gòu)面，如斷層、煌斑巖脈、層間擠壓帶、深部裂隙等，對(duì)拱壩壩基及壩肩穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。本文采用了三維有限元法，研究了復(fù)雜地質(zhì)地基條件對(duì)大壩應(yīng)力、位移以及壩肩穩(wěn)定性的影響，并取得了以下結(jié)果：
（1）根據(jù)給出的地質(zhì)平面圖、開挖平面圖和平切圖，運(yùn)用AutoCAD和HyperMesh軟件，建立三維有限元模型，不但考慮了壩體及左右岸邊坡，還模擬了F2、F5、F13和F14斷層；
（2）用Abaqus進(jìn)行三維有限元計(jì)算，選擇了3種不同的工況?；竞奢d組合下，壩體沿下游方向的最大位移為104.97mm，壩體向左岸橫河向最大位移為41.64mm，壩體向右岸橫河向最大位移為32.86mm，最大主壓應(yīng)力為-15.71MPa，最大主拉應(yīng)力為13.82MPa；特殊荷載組合下，壩體沿下游方向的最大位移為106.59mm，壩體向左岸橫河向最大位移為28.88mm，壩體向右岸橫河向最大位移為22.15mm，最大主壓應(yīng)力為-15.72MPa，最大主拉應(yīng)力為14.01MPa。各工況下位移符合拱壩的一般規(guī)律，拉、壓應(yīng)力與容許拉、壓應(yīng)力值相比偏大。
（3）根據(jù)Abaqus軟件壩體有限元計(jì)算結(jié)果，采用剛體極限平衡法對(duì)壩肩進(jìn)行穩(wěn)定校核。選取了上述3種不同的工況和6個(gè)不同高程的拱圈進(jìn)行校核。
基本荷載組合下，Kmin=4.2＞3.5；特殊荷載組合下，Kmin=4.4＞3.0，均滿足穩(wěn)定性要求。


關(guān)鍵詞：高拱壩，三維有限元計(jì)算，壩肩穩(wěn)定分析，剛體極限平衡法