本文關(guān)鍵詞：土石壩固結(jié)中的應(yīng)力調(diào)整

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【摘要】：土石壩以土為主要筑壩材料,由于造價(jià)低、施工方便在國(guó)內(nèi)外有著廣泛的應(yīng)用。土體是一種多相材料。由于受到自重荷載,土體內(nèi)的水分和氣體會(huì)排出,導(dǎo)致土體體積壓縮。土體體積的壓縮在土石壩中的表現(xiàn)為壩體的固結(jié)與沉降。固結(jié)沉降是壩體應(yīng)力狀態(tài)改變的外在表現(xiàn)。土石壩主要有建造期、蓄水期、水位驟降期等運(yùn)用時(shí)期。不同的運(yùn)用時(shí)期,壩體應(yīng)力狀態(tài)改變的規(guī)律不同。本文依托狼貓山水庫(kù)工程實(shí)例,采用有限元數(shù)值分析方法,運(yùn)用流土耦合理論研究了土石壩壩體在不同運(yùn)用時(shí)期以及不同的工況下固結(jié)中應(yīng)力狀態(tài)及其變化規(guī)律,尋找壩體薄弱部位,得到以下結(jié)論：對(duì)均質(zhì)壩易在壩軸線上產(chǎn)生橫拉應(yīng)力,發(fā)生縱向裂縫；同時(shí)在壩的軸線兩端容易產(chǎn)生縱向拉剪應(yīng)力,產(chǎn)生橫向裂縫。壩體在建成無(wú)水時(shí)應(yīng)力薄弱部位集中在兩端約束處,在蓄水以后壩體應(yīng)力薄弱部位變?yōu)楸乘嫫履_處。壩體迎水面受到靜水壓力相當(dāng)于加載,浸潤(rùn)線以下受浮力影響由濕容重調(diào)整為浮容重相當(dāng)于卸載,綜合起來(lái)壩體應(yīng)力水平在蓄水后降低,土體容重的改變起主導(dǎo)作用。壩體在穩(wěn)定滲流期并遭遇暴雨情況下,壩體應(yīng)力水平由于浸潤(rùn)線以及土體飽和度較高而導(dǎo)致應(yīng)力水平變化不大,但是由于壩體施工質(zhì)量以及表面裂縫的作用會(huì)導(dǎo)致壩體產(chǎn)生蠕動(dòng)變形以及滑坡。庫(kù)水位驟降的幅度與壩體應(yīng)力水平改變呈正相關(guān),計(jì)算表明壩體在驟降到最低水位時(shí)的應(yīng)力水平要比驟降0.5倍蓄水位時(shí)大約10%。壩體穩(wěn)定性以穩(wěn)定滲流期工況穩(wěn)定最好；而施工期與穩(wěn)定滲流期相比,無(wú)庫(kù)水壓力支擋,土體濕容重大于浮容重,滑動(dòng)力增加,穩(wěn)定性不及滲流期；庫(kù)水驟降期,穩(wěn)定性更為不利,浮容重變化為飽和容重,同時(shí)失去庫(kù)水支擋壓力,滑動(dòng)力增加；暴雨期,降雨入滲,增加了壩體飽和區(qū)和氣體入滲壓力,增加了滑動(dòng)力。狼貓山水庫(kù)滑坡是由于壩體質(zhì)量差以及暴雨作用下,導(dǎo)致不均勻濕陷產(chǎn)生滑動(dòng)張拉裂縫以及蠕動(dòng)變形,裂縫在暴雨作用下繼續(xù)發(fā)展,最終發(fā)生滑坡。
【關(guān)鍵詞】：土石壩 應(yīng)力 固結(jié) 調(diào)整 暴雨
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV31;TV641
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 引言10
• 1.2 與土石壩固結(jié)有關(guān)的現(xiàn)象10-11
• 1.2.1 固結(jié)與壩體裂縫10-11
• 1.2.2 固結(jié)對(duì)滑坡的影響11
• 1.3 土石壩固結(jié)及應(yīng)力分析的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 現(xiàn)有理論及方法12-13
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容13
• 1.6 本文研究的技術(shù)路線13-14
• 第二章 土石壩應(yīng)力的變化與調(diào)整14-31
• 2.1 土石壩產(chǎn)生應(yīng)力變化的因素14
• 2.2 土石壩應(yīng)力變化時(shí)期14-16
• 2.2.1 施工期14-15
• 2.2.2 蓄水期15-16
• 2.2.3 驟降期16
• 2.2.4 暴雨期16
• 2.3 土石壩應(yīng)力改變薄弱部位16-17
• 2.4 計(jì)算理論17-29
• 2.4.1 土體固結(jié)理論17-21
• 2.4.2 有限元計(jì)算理論21-28
• 2.4.3 土體抗剪強(qiáng)度與破壞準(zhǔn)則28-29
• 2.5 劈裂灌漿調(diào)整土石壩應(yīng)力狀態(tài)29-31
• 第三章 建成無(wú)水及蓄水期壩體應(yīng)力狀態(tài)31-44
• 3.1 狼貓山水庫(kù)工程概況31-32
• 3.1.1 工程規(guī)模31
• 3.1.2 工程建設(shè)過(guò)程31-32
• 3.1.3 工程地質(zhì)條件32
• 3.1.4 工程運(yùn)用情況32
• 3.2 工程質(zhì)量32-36
• 3.3 狼貓山水庫(kù)施工填筑與蓄水有限元分析36-44
• 3.3.1 模型建立36-37
• 3.3.2 計(jì)算參數(shù)設(shè)置37-38
• 3.3.3 計(jì)算分析步、荷載及邊界條件38-39
• 3.3.4 計(jì)算結(jié)果及分析39-44
• 第四章 暴雨入滲對(duì)壩體應(yīng)力影響44-54
• 4.1 暴雨入滲機(jī)理44-45
• 4.2 影響滑坡的因素45-46
• 4.2.1 影響暴雨滑坡的內(nèi)部因素46
• 4.2.2 影響暴雨滑坡的外部因素46
• 4.3 狼貓山水庫(kù)滑坡物探與滑體分析46-48
• 4.3.1 滑裂面的確定47
• 4.3.2 滑體分析47-48
• 4.4 狼貓山水庫(kù)降雨入滲滑坡有限元分析48-51
• 4.4.1 土體本構(gòu)48-49
• 4.4.2 計(jì)算分析步、荷載及邊界條件49
• 4.4.3 計(jì)算結(jié)果與分析49-51
• 4.5 狼貓山水庫(kù)滑坡機(jī)理分析51-54
• 第五章 庫(kù)水位變化對(duì)壩體應(yīng)力的影響54-60
• 5.1 壩體初始應(yīng)力與初始飽和度54
• 5.2 土體本構(gòu)模型54
• 5.3 計(jì)算分析步、荷載及邊界條件54-55
• 5.4 計(jì)算結(jié)果及分析55-60
• 第六章 結(jié)論及展望60-62
• 6.1 結(jié)論60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 致謝66-67
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參與項(xiàng)目67-68
• 附件68

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