碾压混凝土拱坝破坏形式有限元静动力分析
采用有限元法模拟碾压混凝土拱坝大坝结构、地基条件、荷载和运行情况(包括静态荷载和动态荷载情况)等,通过对超载情况下应力场、位移场的计算分析,得到坝体各部位抗滑稳定与强度可靠性,研究拱坝破坏的可能原因和可能破坏形式,了解坝体薄弱部位.研究结果表明:(1)高水位情况下，不断升高的上游水推力，致使坝踵区和上游坝肩区域拉应力增大，受力状态不断恶化，从而最终导致坝踵、碾压层面和上游坝肩局部拉裂或者剪切破坏，坝体有局部破坏区，即坝踵、碾压层面和上游坝肩是高水位运行时的薄弱部位。(2)地震情况下，由于坝址地基刚度很大，悬臂梁的底部受到约束而无法转动，引起很大的拉应力，部分区域超出坝体混凝土的允许抗拉强度。同时，坝体三个距离较近的泄洪表孔，削弱了孔口高程范围内拱的作用。地震时，顺河向动应力会使孔口附近出现较大应力集中，拉应力增大，致使混凝土被拉裂，且由于碾压层面的抗拉和抗剪强度较低，被拉裂区将沿着碾压层面向坝体两边延伸，进而发生破坏。孔口附近和碾压层面是地震工况时的薄弱部位。(3)碾压层面是高水位工况和地震工况的共同薄弱部位，是影响坝体安全的关键部位。因此，设计和施工环节应重视碾压层面的施工工艺和施工质量。
碾压混凝土拱坝 超荷载 破坏形式 有限元法 抗滑稳定性 结构强度
郭成
国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司,江苏省南京市211000
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221-225
2014-10-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）