[发明专利]高拱坝坝肩加固方法及装置

说明书

本发明实施例提供的一种高拱坝坝肩加固方法及装置，该方法包括：通过第一有限元模型获取坝肩滑块的滑动时程，若所述坝肩滑块的滑动时程中出现不稳定或较大滑动量时，则判定高拱坝坝肩需要加固；若判定高拱坝坝肩需要加固，通过第二有限元模型获取坝肩滑块底滑面上的法向接触力和切向接触力时程；根据法向接触力和切向接触力时程确定最大总加固力，根据最大总加固力对所述高拱坝坝肩进行锚索加固，防止加固后的高拱坝坝肩在地震波时程的作用下出现失稳滑动的风险。

技术领域

本发明涉及水利水电工程仿真领域，尤其涉及一种高拱坝坝肩加固方法及装置。

背景技术

大体积混凝土被广泛应用于水利水电、西电东送和交通等基础设施建设中，特别是混凝土高拱坝更被广泛应用在水库等基础设施建设中。

高拱坝在强震作用下有可能出现坝肩岩块失稳，如美国的帕柯伊玛拱坝在经历的两次大地震中坝肩都出现了滑动，因此需要提前进行锚索加固，避免坝肩岩块失稳破坏。

然而，目前各国规范中，对强震条件下如何对高拱坝坝肩进行锚索加固进而避免出现坝肩岩块失稳，仍没有可操作的定量方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高拱坝坝肩加固方法及装置，以解决强震条件下坝肩岩块失稳的问题。

第一方面，本发明提供一种高拱坝坝肩加固方法，包括：

确定高拱坝坝肩与地基之间接触面的第一摩擦系数和第一粘聚力，确定坝肩滑块与地基之间接触面的第二摩擦系数和第二粘聚力；

根据有限元前处理软件建立高拱坝的第一有限元模型，根据所述第一有限元模型，将所述第一摩擦系数、第一粘聚力、第二摩擦系数和第二粘聚力作为所述有限元模型的初始参数，将地震波时程作为所述有限元模型的输入参数，计算最大可信地震波时程对应的坝肩滑块的滑动时程，若所述坝肩滑块的滑动时程中出现不稳定或较大滑动量时，则判定高拱坝坝肩需要加固；

若判定坝肩需要加固，则将坝肩滑块底滑面视为不可滑动面，建立第二有限元模型，根据第二有限元模型，确定与所述最大可信地震波时程对应的坝肩滑块底滑面每个时刻总法向接触力和总切向接触力

根据得所述坝肩滑块底滑面上所述总法向接触力和所述总切向接触力时程确定最大总加固力；

将所述最大总加固力发送至预设终端，以使加固人员根据所述最大总加固力对所述高拱坝坝肩进行锚索加固。

在一种可能的设计中，在所述增加所述最大总加固力之后，还包括：

根据所述第一有限元模型，计算所述最大可信地震波时程对应的加固后的坝肩滑块滑动时程；

当根据所述增加最大总加固力后的坝肩滑块滑动时程不出现较大滑动量，则不再增加最大总加固力。

在一种可能的设计中，所述根据得所述坝肩滑块底滑面上所述总法向接触力和所述总切向接触力时程确定最大总加固力，包括：

根据所述总法向接触力和所述总切向接触力确定总加固力为F_r(t)＝T(t)-f*N(t)-c*A，其中，f为底滑面的摩擦系数，c为底滑面的粘聚力，A为底滑面面积；

确定所述总加固力时程的最大值F_r^max作为最大总加固力。

在一种可能的设计中，所述用于根据有限元前处理软件建立高拱坝的第一有限元模型，根据所述第一有限元模型，将所述第一摩擦系数、第一粘聚力、第二摩擦系数和第二粘聚力作为所述有限元模型的初始参数，将地震波时程作为所述有限元模型的输入参数，计算最大可信地震波时程对应的坝肩滑块的滑动时程，包括：

将所述最大可信地震波时程作为所述第一有限元模型的输入参数，采用接触非线性模型对所述第一有限元模型进行非线性动力时程分析，获得坝肩滑块滑动时程。