高面板堆石坝面板应力分布特性及其规律

高面板堆石坝面板应力分布特性及其规律

和英宏

云南金鼎锌业有限公司671401

摘要：通过分析面板应里分布及其产生的原因，采用接触力学分析方法进行模拟混凝土面板和堆石体之间关系分析，消除弯曲变形造成面板单元锁定问题，从而减少应力数值计算误差，在面板温度显示和弯曲应力场上都要进行很好分布研究，最后提出采用增大面板高程差方法，改善面板应力状态，计算结构表明面板应力可以降低数量级。

关键词：面板石坝；应力分布；规律；

一、高面板堆石坝面板工程概况

对于交通不便的山区，堆石坝面板能够就地取材和利用工程开挖石料作为建筑堆石，可以使得工程比较经济，对于高堆石坝面板，可以用宽剖面堆石坝方法，长期使得石坝保持稳定，也会因为长期风化导致石料摩擦问题，这也是石料具有经济性和安全性重要方面。对于高堆石面板坝开裂的主要原因分析，不仅仅是由于温度条件变化造成，更重要是面板实体产生的变形都是引起面板条件变化，从现有分析计算可以看出混凝土面板除了高压水抗渗要求外，更重要是要进行湿度和温度控制，准确保证混凝土面板结构应力计算合理，常用办法就是连续进行两者之间面板控制，能够把混凝土面板和堆石体作为两个独立可变形体，采用跟踪办法进行判别，对于材料界面位移进行连续不断大规模分析。对于面板和堆石体之间接触关系，应该采用面板单元处理技术，消除弯曲变形造成面板单元自我锁定，由此带来的计算误差问题，要进行分期施工面板变化分析，合理计算面板饶度。

二、高面板堆石坝面板应力计算方法

1、为了更好研究堆石变形、温度和湿度，对于面板受力影响，根据现场施工规划，对于面板堆石坝进行最大化剖面分析处理，采用接触力学分析模拟方法和堆石体之间接触，面板独立可变形接触，需要承受一定弯矩作用，由于完全积分影响，面熟弯曲为你痛时候会产生一定影响，结构体变形和饶度数值计算结果和理论需要进行一定比较，需要采用假设方法消除不存在剪应变，通过修改数值，合理对于变形单元线性刚度进行分析。由于高面板堆石坝条件复杂，需要对于问题模拟和预测水平进行半定量经验型水平分析，通过分析各种因素面板应力影响和各种工程措施效果，合理描述堆石体方面结构计算参数。对于高面板堆石坝和石体分期，进行相关工程经验分析，容易发生脱空现象，和后期坝体堆石体流变进行三期面板主要堆石体变形，采用堆石流变指数进行模型减少，参考原型观测材料分析，对于各个堆石流变进行参数取值分析。

2、混凝土计算参数可以采用滑模方法连续进行混凝土温度浇筑，根据不同温度进行曲线计算，针对良种不同工况进行混凝土绝热温度曲线分析，混凝土土质扩散系数分析，根据材料湿热传导物理参数进行最终弹性模型量分析，最后采取聚氨酯保温方式导热。对于面板饶度变形应力计算结果因素要进行合理堆石变形绝对值分析，根据堆石体四期填筑过程，随着堆石层数增加，逐渐增加面板表面拉力，还要对于堆石体上游进行取值分布分析。温度上升过程面板温度会随着气温变化而变化，最高温度升值可发生靠近趾板区域，两种工况可以选用绝热温升曲线方式，最高温度可以达到寒潮降幅，对于面板温度变化引起的应力场主要可以分为两种情况，浇筑后水化热会引起最高温度下降，随着温度升高变化，面板应力场会随着厚度变化变薄，需要采用不同比例应力模式。

3、温度应力会随着温度湿度变化长期引起面板应力变化，表面最大拉力可以达到一定降雨，最大拉应力可以达到表面最大拉力，混凝土也会影响深度变化，由于堆石变形引起面板拉力变化作用会具有一定局限性，没有温度应力分布，在饶度曲率方面最大分布就是随着温度变化应力会产生一定变化，需要及时降低弯曲应力场，及时增大面板开裂可能性模式。对于面板开裂需要投入大量人力、物力和财力，进行及时处理针对工程产生问题，及时改善面板应力分布，降低面板出现裂缝问题。

三、工程对策修改方案分析

1、修改施工方案可以随着面板饶度变形和应力数值计算结果进行说明，面板受拉区域主要集中在面板上方，需要适当降低面板上升模式，对于面板应力状况进行及时改善，修改方案设计要随着面板浇筑进行施工方案合理降低，根据数值计算，需要对于面板浇筑进行高程设计，及时对于四期堆石面板变形进行平缓处理，合理改善面板应力状况，消除弯曲变形面板拉力模式。对于面板最大拉力位置要及时降低，增大面板堆石体高程，及时对于面板弯曲应力改善，造成的面板大部分区域要进行合理方案设计。推迟方案采用增大面板高程差方法有效解决面板拉应力，从计算结果表明，推迟方案面板取值主要根据施工条件进行及时消除设计，保温板需要合理保温处理，还要根据面板表面聚氨酯保温及时保护面板变化，有效保证面板干缩应力大幅度降低。

2、保温板保温需要从表面厚度进行适当保温处理，对于汉朝面板表面拉应力进行最大取值，有效保温板，合理控制混凝土表面温度，及时降低干缩应力。采用接触力学分析模板混凝土面板和堆石体之间接触关系，消除弯曲变形造成面板单元自我锁问题，减少面板应力数值计算误差，在面板温度计算方面，针对不同温度采用混凝土绝热曲线方式，合理显示变形、温度和湿度，对于寒潮温度应力场湿度应力场部分趋势进行合理面板裂缝，最后建设高面板堆石坝，采用增大面板和堆石之间高程差，推迟面板聚氨酯保温工程措施，改善面板应力状态，计算面板数量级别。建立高面板堆石坝运行地震发生的挤压现象，采三维动静方法，分析高面板堆石坝应力分布规律，研究对于面板挤压应力影响，研究堆石体对于面板产生摩擦力，有效减轻面板坝轴压应力。

结论：

根据建立面板堆石坝研究，需要及时分析面板应力分布，对于接触力学分析方法要进行面板饶度弯曲应力计算，对于变形、温度和湿度的数值合理计算，对于弯曲应力场温度要进行适当分布趋势研究，适当减少混凝土产生裂缝，提高面板耐久性，降低后期维护费用，合理推迟面板聚氨酯保温，有效保证工程完成，运用各种措施及时改善联合应用面板应力状态，提高面板应力降低数量。

参考文献：

[1]张国新，张丙印，王光纶，混凝土面板堆石坝温度应力研究[J]，水利水电技术，2001年07期；

[2]赵魁芝，李国英，沈珠江;天生桥混凝土面板堆石坝原型观测资料反馈分析[J]，水利水运工程学报;2000年04期；

[3]张国新，彭静;考虑摩擦约束时面板温度应力的有限元分析[J]，水利学报，2001年11期。