【摘要】：混凝土面板堆石壩的是一種常見的適應性極好壩型,近年來得到越來越廣泛的使用。隨著現(xiàn)代施工技術的發(fā)展和實際工程建設的需要,超高混凝土面板堆石壩的建設需求越來越迫切。本文根據(jù)羊曲水電站的部分相關資料,探索在普通混凝土面板堆石壩的底部設置大體積混凝土形成的鑲嵌式混凝土面板堆石壩,在其底部設置的混凝土可以部分代替常規(guī)面板的作用,同時鑲嵌混凝土高度越高,面板的總長度越小,最終減小超高混凝土面板堆石壩面板的應力和撓度變形,防止面板發(fā)生受拉破壞。通過對底部設置不同的混凝土的鑲嵌式混凝土面板堆石壩的三維有限元計算分析,綜合考慮在竣工期和蓄水期兩種不同的工況下整個面板壩的堆石體豎向位移、堆石體上下游最大水平位移、堆石體大小主應力、面板順坡向應力、面板順坡向撓度、周邊縫的最大沉陷值和張合值等關鍵壩體結構的位移值和應力值,總結鑲嵌混凝土的不同參數(shù)鑲嵌式混凝土面板堆石壩的應力變形影響,探討對施工方法的改進,以期有效改善面板應力狀況。計算結果表明:相較于常規(guī)混凝土面板堆石壩,鑲嵌式混凝土面板堆石壩底部鑲嵌的混凝土對整個施工期和蓄水期在降低堆石體的豎向位移、水平方向上游位移、面板的撓度、面板的拉應力和面板壓應力方面有向好的影響;但底部混凝土的出現(xiàn)會顯著的增大周邊縫的沉陷值和張合值。鑲嵌混凝土面板堆石壩的混凝土高度、頂面寬度、下游坡比三個參數(shù)自身相比較,混凝土高度對計算結果的影響最大。隨著混凝土高度的增加,堆石體的豎向位移顯著減小,堆石體的水平方向上游位移量明顯降低,有利于保持壩體的整體穩(wěn)定;同時,隨著混凝土高度的增加,面板的撓度值、拉應力值和壓應力值有了明顯的降低過程且均低于面板的拉應力、壓應力允許值,有利于防止面板的破壞;此外還可以略微減小周邊縫的沉陷值和張合值,有利于控制蓄水期面板與壩體和兩岸不利的防滲情況。相較于鑲嵌混凝土面板堆石壩的混凝土不同高度的影響,鑲嵌混凝土的頂面寬度和下游坡比的變化對整個壩體的影響要小很多,鑲嵌混凝土的頂面寬度和下游坡比對壩體施工期的堆石體豎向位移、堆石體水平方向位移、混凝土面板的壓應力最大值這三個方面影響很小甚至這種影響可以忽略不計。隨著頂面寬度和下游坡比的增加,在蓄水期的堆石體豎向位移、面板的撓度略微降低,但與此同時會增大面板的拉應力,不利于面板的保護,需要對面板加筋;周邊縫沉陷值均略為減小,但隨著下游坡比的增加張合值逐漸增大,需要引起注意并做好防護措施。對于超高混凝土面板堆石壩而言,通過在底部鑲嵌合理形狀的混凝土組成鑲嵌式混凝土面板堆石壩,隨著鑲嵌混凝土高度的增加可以大幅減小面板的總長度最終減小超高混凝土面板堆石壩的面板的應力和撓度變形,解決面板過長被拉壞問題的思路是可行的,不過在這一過程中還需要尤其注意周邊縫增大的問題、結合工程實際需要的工程造價問題等,控制混凝土塊的合理構造。
【圖文】：

蘭州交通大學碩士學位論文工程概況與模型建立 工程概況.1 地理位置黃河干流龍羊峽水電站上游規(guī)劃了“茨哈、班多和羊曲”三級階梯電站，羊曲水上游班多水電站河道距離七十多公里，是整個階梯電站最下一級。工程對外有兩方便的轉(zhuǎn)運站，交通條件較為便利。.2 樞紐布置混凝土面板堆石壩的最大壩高 150m，面板最大長度約 252m。泄洪建筑物均布岸，由三孔溢洪道和一孔泄洪洞組成。羊曲水電站工程工期分為三期：施工準備體工程施工期和尾工期，總工期較長。

羊曲水電站鑲嵌式混凝土面板堆石壩應力變形分析極端最低氣溫-29.2℃，多年平均降水量為 403.8mm。大壩兩岸壩基巖性以中厚層變質(zhì)砂巖為主，局部夾中薄層砂質(zhì)板巖，與砂質(zhì)板巖呈過渡相，界線不明顯，巖體較完整。河床壩基覆蓋層厚度 11m 左右，為含漂（塊）石砂卵礫石層，結構松散，以粗顆粒為主，級配不良，為強透水層。趾板基礎以弱風化～微風化中厚層砂巖為主，砂巖強度較高，，巖體完整性較好。
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TV641.43

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本文編號：2665989