深厚覆蓋層上水電站廠房沉降和地震動反應(yīng)數(shù)值分析.pdf

1、我國西藏區(qū)域的大部分水電工程還未正式拉開序幕，未來的開發(fā)重心將放在西藏高原的江河流域，目前西藏水電開發(fā)少之又少，與其他地區(qū)相比，這里依然是未開墾的圣地。但是西南地區(qū)特別是水資源比較豐富的金沙江、大渡河、瀾滄江、怒江、雅礱江、雅魯藏布江等覆蓋層極其深厚，給水利開發(fā)和利用帶來不利影響。深厚覆蓋層處理問題已經(jīng)成為水電站建設(shè)不可回避的關(guān)鍵性問題，本文應(yīng)用ansys大型軟件，利用軟件內(nèi)豐富的單元庫以及巖土和巖石力學(xué)中的本構(gòu)模型;研究了地基開挖再加

2、載后變形模量的變化和取值;結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)模擬樁-土之間接觸問題，研究影響樁-土之間應(yīng)力分布和樁頂沉降的因素，并將卸載-再加載模量和接觸問題運(yùn)用到西藏地區(qū)某工程實(shí)例中。重點(diǎn)研究該工程水電站廠房的地基處理措施:固結(jié)灌漿和摩擦樁，以及靜動力作用下不同地基加固措施對基礎(chǔ)沉降、廠房整體、樁基整體傾斜的影響，并進(jìn)行了分析評價(jià);不同荷載作用下的各個(gè)模型的廠房、基礎(chǔ)和樁基的變形是本文研究的重要內(nèi)容:
　　(1)軟弱土層嚴(yán)重影響水電站廠房穩(wěn)定性，開挖

3、是處理這類地基的常用措施，但開挖回彈對地基變形模量的影響不容忽視，本文選擇卸載-再加載模量代替初始變形模量，并結(jié)合D-P屈服準(zhǔn)則，進(jìn)行數(shù)值分析。
　　(2)設(shè)置摩擦樁是處理深厚覆蓋層常用的方法之一，但樁-土之間的接觸問題是比較棘手的難題，本文應(yīng)用面-面接觸單元模擬樁與樁周土體之間的接觸，研究了影響樁-土之間相互作用的因素，得出結(jié)論:樁與土的物理參數(shù)極為重要，樁側(cè)樁-土接觸粘聚力增大，樁側(cè)摩擦力增大，樁端壓力減小;樁端樁-土接觸粘聚

4、力增大，樁側(cè)摩擦力減小，樁端壓力增大;短樁的樁長相對于樁徑來說，對樁土之間摩擦力、端壓力及結(jié)構(gòu)沉降影響比較明顯。
　　(3)靜動力工況下，固結(jié)灌漿以及設(shè)置摩擦樁可以減小廠房沉降和不均勻變形。運(yùn)用變剛度設(shè)計(jì)理念:增強(qiáng)荷載集度高的區(qū)域的地基剛度，減小廠房整體差異沉降以及樁基整體傾斜度。比較地基整體均勻布樁和局部布樁的計(jì)算結(jié)果可知，局部布樁對減少差異沉降有更好的效果，而且能更大程度地減少人力和物力，縮減工期，符合工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)適用原則。<

5、br>　　(4)運(yùn)用譜分析方法計(jì)算了雙向地震單獨(dú)作用以及雙向地震與水壓力共同作用下的響應(yīng)，分析不同地基加固措施的模型在不同工況下廠房結(jié)構(gòu)沉降、樁基傾斜的差異。結(jié)果顯示:加固地基可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能，且摩擦樁比固結(jié)灌漿提高抗震性能的效果顯著;均勻布樁和局部布樁下的結(jié)構(gòu)抗震效果相差無幾，說明單純增加樁的數(shù)量并不能提高結(jié)構(gòu)抗震性能，應(yīng)根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)同時(shí)利用變剛度設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)最合理的布樁形式。
　　以上研究成果有利于正確應(yīng)用地基變形模量、