论文部分内容阅读
论文包括两部分内容：天生桥面板堆石坝实测变形的三维整体仿真反馈分析；建立坝肩摩擦接触模型，并对狭窄河谷的高面板坝进行变形模拟分析。
天生桥面板堆石坝高178米，是我国完建的最高混凝土面板坝，并取得了系统的原型观测资料。由于填方量大、施工期长，天生桥坝在纵、横剖面上都设置了临时剖面分期施工，施工期内库水位数次升降，变形性状复杂。
论文根据天生桥面板坝的实测变形结果，采用清华非线性解耦K-G模型，模拟该坝实际填筑和蓄水过程及坝料分区，通过试算得出坝料的反馈参数，三维整体反馈分析结果与三个实测剖面的变形数值、规律都能符合一致，首次成功地再现了分期填筑的高面板堆石坝的变形性状，这表明清华K-G模型对堆石坝中的不同应力路径有较好的适应性，在该模型的工程验证上取得了重要进展。
目前面板坝的设计原则主要是根据以往百米级面板坝的建设经验，不完全适用于分期填筑的高面板坝。本文通过对天生桥面板坝实测变形的反馈分析，成功地揭示了该坝在施工过程中出现垫层裂缝、面板脱空的原因，并首次从理论上总结了分期填筑的高面板堆石坝的变形规律，提出了高面板堆石坝变形控制的若干对策。这对指导今后高面板堆石坝设计、施工有重要的启示。
实测资料表明，位于狭窄河谷的面板坝，堆石体会沿岩石岸坡发生滑移。但这个问题以往并没有引起重视和得到认识，通常在有限元计算中对岸坡处堆石单元结点都是按固支处理，忽视了岸坡处的滑移问题。论文首次提出并建立了堆石与岩石岸坡之间的摩擦接触模型，并开发了相应的有限元算法和程序。这种摩擦接触模型采用可以沿接触面滑移的支座，可以较好地模拟堆石与岸坡的接触，而且有限元求解的收敛性较好，与通行的古德曼(Goodman)接触单元相比具有明显的优越性。论文采用坝肩摩擦接触模型，对一典型面板坝进行了三维分析，结果合理，此外还对格里拉斯(Golillas)面板坝进行了模拟分析，再现了该坝的实测变形性状，解释了该坝周边缝破坏的现象，表明论文所提出的坝肩摩擦接触模型及有限元算法是合理可行的。堆石坝岸坡接触问题的提出及所提供的模拟方法，对狭谷地区面板坝设计研究是一项突破。