基于線彈性斷裂力學(xué)的高拱壩底縫分析.pdf

1、在壩工設(shè)計(jì)中,拱壩常由于荷載如溫度荷載、水荷載、泥沙荷載等作用下在壩踵處產(chǎn)生過大的梁向拉應(yīng)力,從而導(dǎo)致壩踵開裂.對于寬河谷、壩高300米級的特高拱壩,情況更為嚴(yán)重.而一旦開裂,再在高壓水的作用下,裂縫可能進(jìn)一步擴(kuò)展,甚至破壞止水帷幕,從而導(dǎo)致嚴(yán)重后果.因此,常常采取各種措施來避免在拱壩內(nèi)部產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力.這些措施主要分成兩類:一是進(jìn)行壩體體型優(yōu)化設(shè)計(jì)、控制施工時(shí)混凝土的入倉溫度等;二是采取有效的結(jié)構(gòu)措施,如設(shè)誘導(dǎo)縫、周邊縫、底縫等.采

2、取結(jié)構(gòu)措施在目前的壩工設(shè)計(jì)中存在比較大的爭議,既有一些成功的先例,也有慘痛失敗的例子.本文首先闡述了在高拱壩中設(shè)置底縫的思想來源,接著介紹了斷裂力學(xué)的基本理論以及斷裂有限元的計(jì)算原理,然后以小灣高拱壩設(shè)20m深的底縫方案作為研究對象,計(jì)算了設(shè)置底縫前后壩踵處的應(yīng)力,分析了設(shè)置底縫后拉應(yīng)力釋放的情況以及位移場的變化對拱壩的影響,并定性地分析了壩肩處的應(yīng)力場及穩(wěn)定性.通常設(shè)計(jì)中僅考慮了設(shè)置底縫后壩體--壩基整體穩(wěn)定性,而忽略了底縫作為人工裂