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除险加固土石坝的渗流场和应力场耦合分析研究

作　者: 罗江锋
导　师: 徐镇凯
学　校: 南昌大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 土石坝加固有限元混凝土防渗墙渗流耦合
分类号: TV139.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

土石坝由土、石料等当地材料填筑而成,其历史最为悠久,在世界坝工建设中是应用广泛和发展最快的一种坝型。目前,全国已经建成的各类水库十余万座,其中相当大部分是土石坝。但是由于在勘测、设计、施工、管理运行中存在的一些问题,导致不少水库和堤坝存在不同程度的隐患,既影响工程的经济效应,也容易引发安全事故,给国家和人民的生命财产构成巨大威胁。上石坝设计应合理的安排防、排渗措施,有时通过渗流计算来确定坝型和坝的断面尺寸；上石坝运行时,渗流条件很难符合设计时预想的一样,而是不断变化的,因此有必要通过渗流计算来对土石坝的稳定性做分析,甚至设置必要的除险加固措施。混凝土防渗墙技术在工程上的合理应用,对土石坝防渗效果有着一定的帮助,但混凝土防渗墙在设计和理论研究方面还不是很成熟,在许多的工程实际中,暴露出出许多问题。土石坝填筑及蓄水工况下,防渗墙所受作用力复杂,目前大多数采用的是有限元对防渗墙受力特性进行分析。但是,一般有限元计算出的防渗墙应力和变形与实际存在较大偏差,且所受拉应力较大,而实际测量值与理论计算值有较大出入,这对混凝土防渗墙的受力特性有待深一步的研究。考虑渗流场和应力场耦合对于土石坝的受力分析有重要意义,将渗流场和应力场分离对土石坝进行分析研究都是存在偏差的,且与实际工程的测量值出入较大,因此,把渗流场和应力场作为一个复合系统,分析研究土石坝渗流场和应力场耦合下的受力作用,是十分有必要的。本文参考一个除险加固的工程实例,考虑渗流场和应力场间的耦合,对土石坝加固前、后的坝体受力作用进行计算分析。并考虑了防渗墙在水平方向位置变化对土石坝坝体受力产生的影响,在此基础上通过计算对比得出一些结论,希望对类似的除险加固的土石坝的受力特性分析提供一定的参考价值。

除险加固土石坝的渗流场和应力场耦合分析研究

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