›› 2008, Vol. 29 ›› Issue (1): 225-229.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

复杂条件下高拱坝应力及坝肩稳定分析

刘先珊1,周创兵2,王 军3   

  1. 1.重庆大学 土木工程学院,重庆 400044,2.武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉 430072;3.襄樊水利工程局,湖北 襄樊 441002
  • 出版日期:2008-01-10 发布日期:2013-07-18

Stress and stability analysis of high arch dam under complex conditions

LIU Xian-shan1, ZHOU Chuang-bing2, WANG Jun3   

  1. 1. College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China; 2. State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China; 3. Xiangfan Water Resources Bureau, Xiangfan 441002, China
  • Online:2008-01-10 Published:2013-07-18

摘要: 众所周知,研究复杂地质条件下的高拱坝应力和坝肩稳定对确保工程安全具有重要的意义。研究的江坪河高拱坝地质构造较复杂,坝基及坝肩岩体存在大量断层、软弱夹层、泥化夹层和卸荷、风化岩体等地质缺陷,引起两岸坝肩岩体变形不对称、压缩变形量增大以及坝肩局部岩体承载能力低,直接影响到拱坝正常运行和稳定性。因而,对各种工况下的坝体及坝肩岩体进行了三维有限元分析,研究了坝体及坝肩的应力和变形发展状态、可能失稳模式、破坏形态和破坏机制。研究成果表明,未加固时坝肩岩体不稳定,因此,通过研究采用合理的加固处理措施,右岸采用6个传力洞进行加固;左岸采用锚洞进行加固。采取加固措施以后对其进行三维有限元分析,其研究成果表明,加固有一定的效果,改善了两岸的受力状况和变形分布,提高了坝肩稳定性,但左岸坝肩仍不能完全满足规范要求,还需要进一步增加锚洞的面积。

关键词: 拱坝, 稳定, 复杂条件, 三维有限元分析, 传力洞, 锚洞

Abstract: It is well known that study on stress and abutment stability of high arch dam under complex environment plays an important role in dam construction and operation successfully. High arch dam studied in the paper will be constructed in a complex geological site, where a large number of faults, altered rock, mantle rock existing in the dam foundation and abutment, which will yield asymmetrical displacement in both abutments, increasing compression deformation and bearing capacity limit of abutment so as to influence normal operation state and decrease stability of dam abutment. Then 3-D finile element analysis is applied to the arch dam and abutment under different operation modes, studying stress and displacement of dam and dam abutment corresponding to their distributing features, and analyzing possible failure pattern, process and mechanism. The results illuminate the arch dam is instable when unreinforced; so reasonable reinforcement measures are adopted in the arch dam including six actuating holes in the right dam abutment and anchor holes in the left dam abutment. And then 3-D finile element analysis is applied to the arch dam and abutment after reinforcement, of which results show that the reinforcement is effective for the arch dam stability, which improves stress and displacement distribution conditions in connection with stability of abutment rock; but the left dam abutment is still instable so as to add anchor holes area to ensure the arch dam stability.

Key words: arch dam, stability, complex conditions, 3-D finile element analysis, dowel holes, anchor holes

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[1] 陈峥, 何平, 颜杜民, 高红杰, 聂奥祥, . 超前支护下隧道掌子面稳定性极限上限分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2154-2162.
[2] 吴关叶, 郑惠峰, 徐建荣. 三维复杂块体系统边坡深层加固条件下稳定性及 破坏机制模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2369-2378.
[3] 李 驰, 王 硕, 王燕星, 高 瑜, 斯日古楞, . 沙漠微生物矿化覆膜及其稳定性的现场试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1291-1298.
[4] 余 国, 谢谟文, 郑正勤, 覃事河, 杜 岩, . 基于GIS的边坡稳定性计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1397-1404.
[5] 徐 强, 肖 明, 陈俊涛, 倪少虎, . 渗流监测数据缺失处理与渗透稳定判断[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1526-1534.
[6] 吴梦喜, 高桂云, 杨家修, 湛正刚, . 砂砾石土的管涌临界渗透坡降预测方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 861-870.
[7] 王启茜, 周洪福, 符文熹, 叶 飞, . 水流拖曳力对斜坡浅层土稳定性的影响分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 759-766.
[8] 尹晓萌, 晏鄂川, 刘旭耀, 李兴明, . 土体稳定性计算中地下水作用力探讨[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 156-164.
[9] 蒋 雄, 徐奴文, 周 钟, 侯东奇, 李 昂, 张 敏, . 两河口水电站母线洞开挖过程围岩破坏机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 305-314.
[10] 何海杰, 兰吉武, 高 武, 陈云敏, 马鹏程, 肖电坤, . 压缩空气排水井在填埋场滑移控制中的应用及分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 343-350.
[11] 吴顺川, 姜日华, 张诗淮, 张 敏, . 修正Hoek-Brown强度准则在钻孔稳定性 分析中的应用[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 1-13.
[12] 刘素锦, 郭明伟, 李春光, . 三维边坡整体主滑方向的确定[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 37-44.
[13] 郭红仙, 周 鼎. 软土中基坑土钉支护稳定性问题探讨[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 398-404.
[14] 王克忠, 金志豪, 杨麦珍, 刘先亮, 刘 华, . 取水塔基坑开挖过程倒悬岩坎围堰渗透稳定性研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 415-422.
[15] 尹小涛,薛海斌,汤 华,任兴文,宋 罡,. 边坡局部和整体稳定性评价方法的辩证统一[J]. , 2018, 39(S1): 98-104.
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[1] 李鸿博,郭小红. 公路连拱隧道土压力荷载的计算方法研究[J]. , 2009, 30(11): 3429 -3434 .
[2] 瞿万波,刘新荣,傅晏,秦晓英. 洞桩法大断面群洞交叉隧道初衬数值模拟[J]. , 2009, 30(9): 2799 -2804 .
[3] 王川婴,胡培良,孙卫春. 基于钻孔摄像技术的岩体完整性评价方法[J]. , 2010, 31(4): 1326 -1330 .
[4] 李华明,蒋关鲁,刘先峰. CFG桩加固饱和粉土地基的动力特性试验研究[J]. , 2010, 31(5): 1550 -1554 .
[5] 谈云志,孔令伟,郭爱国,万 智. 压实红黏土水分传输的毛细效应与数值模拟[J]. , 2010, 31(7): 2289 -2294 .
[6] 王生新,陆勇翔,尹亚雄,郭定一. 碎石土湿陷性试验研究[J]. , 2010, 31(8): 2373 -2377 .
[7] 王云岗,熊 凯,凌道盛. 基于平动加转动运动场的边坡稳定上限分析[J]. , 2010, 31(8): 2619 -2624 .
[8] 邓宗伟,冷伍明,李志勇,岳志平. 喷混凝土边坡温度场与应力场耦合的有限元时效分析[J]. , 2009, 30(4): 1153 -1158 .
[9] 王洪亮 ,范鹏贤 ,王明洋 ,李文培 ,钱岳红. 应变率对红砂岩渐进破坏过程和特征应力的影响[J]. , 2011, 32(5): 1340 -1346 .
[10] 杨建平,陈卫忠,戴永浩. 裂隙岩体变形模量尺寸效应研究Ⅰ:有限元法[J]. , 2011, 32(5): 1538 -1545 .