高心墙堆石坝心墙底部高塑性粘土厚度研究

论文摘要

心墙堆石坝是在20世纪40年代以后才有所发展的，其背景是土力学理论和实践的发展，以及大型施工机具的出现，使得在合理工期内完成大量土石方成为可能。近几十年来，土质心墙堆石坝已逐渐成为世界上高坝建设的主流坝型之一。心墙堆石坝在我国也发展得非常迅速，最近几年仅四川省境内规划的一些大、中型河流的“龙头”水库工程普遍都是心墙堆石坝，而且坝高都超过100m，有的甚至达300m量级。 本文对四川大渡河上瀑布沟和宝兴河上的硗碛两座直心墙堆石坝进行了平面有限元应力应变分析，详细的研究了两座心墙堆石坝心墙底部不同高塑性粘土厚度对心墙拱效应、廊道和防渗墙应力应变的影响，在平面计算的基础上引用三维计算结果对平面计算成果进行复核。在前人研究的基础上，结合本文以上工作，得出了一系列有益的现象和规律，这对于同类工程的建设，指导实际工程的设计与施工具有一定的借鉴作用。 本文所做得主要工作如下： 1)回顾了国内外心墙堆石坝的发展历程，总结了我国心墙堆石坝建设的新进展。总结了拱效应的国内外研究现状，陈述了拱效应、防渗墙和廊道对土石坝特别是对心墙堆石坝的影响。 2)简要介绍了数值模拟方法中的有限单元法，并阐述了有限单元法的基本原理。 3)介绍了心墙坝的计算方法和计算所采用的本构模型。 4)结合大渡河上的瀑布沟和宝兴河上的硗碛两座直心墙堆石坝，本文对其进行了平面有限元应力应变分析，详细的研究了两座心墙堆石坝心墙底部不同高塑性粘土厚度对心墙拱效应、廊道和防渗墙应力应变的影响，在平面计算的基础上引用三维计算结果对平面有限元应力应变的计算成果进行复核。从而得出了对实际工程具有参考价值的规律性结论。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 心墙堆石坝的国内外发展概况
• 1.2 拱效应的研究现状及其对心墙坝的影响
• 1.3 混凝土防渗墙、廊道对心墙坝的影响
• 1.4 本课题研究的目的及意义
• 1.5 本课题的主要内容以及实现的技术路线
• 第二章 数值模拟分析方法
• 2.1 有限元法简介
• 2.2 有限单元法的基本原理
• 2.3 本章小结
• 第三章 心墙坝计算方法和坝体材料的本构模型
• 3.1 心墙坝应力变形分析的有限元法
• 3.2 心墙坝的本构模型
• 3.3 本章小结
• 第四章 瀑布沟、硗碛心墙底部高塑性粘土厚度的确定分析
• 4.1 瀑布沟工程
• 4.2 硗碛工程
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢