[发明专利]已浇筑混凝土对成坝安全性影响的判定方法

权利要求书

1.一种已浇筑混凝土对成坝安全性影响的判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据碾压混凝土重力坝典型坝段具体尺寸，建立三维碾压混凝土重力坝有限元模型，并根据后续施工过程和坝体材料分区，对所建立模型进行分层和分组；

(2)基于ADINA有限元分析软件，输入预设的材料参数、边界条件和重力荷载，对已浇筑混凝土进行有限元自重计算，得到自重作用下已浇筑混凝土的位移和应力，其中，位移包括顺河向位移、横河向位移和竖直向位移，应力包括垂直应力、第一主应力和第三主应力；

(3)在步骤(2)的计算结果的基础上计算得到不同浇筑高程下已浇筑混凝土的位移和应力，位移包括顺河向位移、横河向位移和竖直向位移，应力包括垂直应力、第一主应力和第三主应力，根据计算结果，绘制已浇筑混凝土坝踵和坝址处特征点顺河向位移、竖直向位移和垂直向应力与后续浇筑过程的关系曲线，并根据坝踵和坝址处应力关系曲线，判断在后续浇筑过程中已浇筑部分混凝土的安全状态；

(4)在步骤(3)的计算结果的基础上，针对不同蓄水期工况，考虑自重荷载、水荷载、泥沙荷载、扬压力、浪压力的影响，计算得到已浇筑混凝土在各荷载联合作用下的位移和应力，位移包括顺河向位移、横河向位移和竖直向位移，应力包括垂直应力、第一主应力和第三主应力，根据计算结果，绘制已浇筑混凝土坝踵和坝址处特征点顺河向位移、竖直向位移和垂直向应力与后期蓄水过程的关系曲线，并根据坝踵和坝址处应力关系曲线，判断在后期蓄水过程中已浇筑部分混凝土的安全状态，求解已浇筑混凝土与地基以及新浇筑部分混凝土之间的抗滑稳定安全系数，并将计算得到的安全系数与规范数值进行对比，判别已浇筑混凝土的稳定状况；

(5)根据步骤(4)的计算结果，绘制裂缝两侧节点点对顺河向位移、竖直向位移和垂直向应力随后续浇筑过程和后期蓄水过程的关系曲线，根据裂缝两侧节点点对位移和应力关系，判定裂缝存在对成坝安全的影响；

(6)根据步骤(3)-(5)的判定结果是否都满足安全需求最终判定已浇筑混凝土是否满足成坝安全性需求。

2.根据权利要求1所述的已浇筑混凝土对成坝安全性影响的判定方法，其特征在于，所述步骤(1)中三维碾压混凝土重力坝有限元模型中考虑灌浆廊道、排水廊道以及防渗帷幕构造，采用八结点六面体单元进行空间离散，在模型中预设了1mm宽的贯穿性裂缝单元，并进行了单独分组，在数值模拟计算过程中，使贯穿性裂缝单元不参与运算。

3.根据权利要求1所述的已浇筑混凝土对成坝安全性影响的判定方法，其特征在于，所述步骤(2)中计算分两步进行，第一步是对模型地基部分进行地应力平衡，第二步是在地应力平衡后的基础上进行已浇筑混凝土自重计算。

4.根据权利要求1所述的已浇筑混凝土对成坝安全性影响的判定方法，其特征在于，所述步骤(3)中已浇筑混凝土坝踵和坝址处特征点顺河向位移、竖直向位移和垂直向应力与后续浇筑过程的关系曲线的X轴为后续浇筑次数，Y轴为已浇筑混凝土坝踵和坝址处特征点顺河向位移、竖直向位移或垂直向应力，对于后续浇筑过程中已浇筑混凝土坝踵和坝址处垂直应力，在后续浇筑过程中已浇筑混凝土坝踵和坝址处不允许出现拉应力，且扣除应力集中影响后，最大压应力数值小于等于混凝土静态抗压强度则满足安全需求，否则不满足安全需求。