[发明专利]已浇筑混凝土对成坝安全性影响的判定方法

说明书

本发明公开了一种已浇筑混凝土对成坝安全性影响的判定方法，根据碾压混凝土重力坝典型坝段结构特点，建立了三维碾压混凝土重力坝有限元模型，采用ADINA有限元分析软件，考虑后续混凝土浇筑过程、后期蓄水以及裂缝存在的影响，分析了已浇筑混凝土对成坝安全的影响。本发明提出了一种碾压混凝土重力坝已浇筑混凝土对成坝安全影响分析方法，该方法能较为准确地模拟后续混凝土浇筑过程、后期蓄水以及裂缝存在等因素对已浇筑混凝土的影响，可为后续混凝土的浇筑和后期蓄水提供相应的依据和支撑。

技术领域

本发明涉及碾压混凝土重力坝安全性判定方法，具体涉及一种已浇筑混凝土对成坝 安全性影响的判定方法。

背景技术

碾压混凝土重力坝是二十世纪八十年代以来发展较快的一种新的筑坝技术，以其快 速、经济的特点，受到坝工界的青睐。目前，关于后续浇筑过程、后期蓄水以及裂缝存 在等因素对已浇筑碾压混凝土质量影响的相关研究较少，而这恰恰是工程施工过程中所 关注的问题。因此，为保证后续混凝土浇筑以及后续蓄水工作的顺利开展，有必要研究 后续浇筑过程、后期蓄水以及裂缝存在等因素对已浇筑碾压混凝土的安全影响。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种已浇筑混凝土对成坝安全性影响的判定方法， 解决目前没有已浇筑混凝土对成坝安全性影响的判定方法的问题。

技术方案：本发明所述的已浇筑混凝土对成坝安全性影响的判定方法，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。

其中，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。

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。