混凝土面板堆石坝中高趾墙结构应力计算分析

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发布时间：2021-09-18

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琨凝土面板堆眉坝中高趾墙结构
应力计算分析
谢浩，刘斯宏，王柳江，黄明坤，张媛
(河海大学水工结构研究所，江苏南京210098)
摘要：混凝土面板堆石坝高趾墙是一个三向受力体系，采用材料力学法和三维有限元法两种方法对高趾墙进行竣
工期和蓄水期的结构应力分析。结果表明，两种计算方法所得结果基本一致，材料力学法可以简单、快捷的计算出
结构大主应力的大小和位置，但该方法具有局限性，对于重要工程仍需用有限元法进行校核。
关键词：混凝土面板堆石坝；高趾墙；材料力学法；有限元法；结构应力
Calculation and Analysis on the Structural Stress of High Toe W all of Concrete Faced Roekfill Dam
XIE Hao，LIU Sihong，WANG Liujiang，HUANG Mingkun，ZHANG Yuan
(Research Institute of Hydaculic Structure，Hohai University,Nanjing 210098，Jiangsu，China)
Abstract：The high toe wall of CFRD iS a three-dimensional force system．The material mechanics method and finite element
method are used to analyze the structural stresses of high-toe wall during construction completion period and water storage period
respectively。The comparison of results shows that：(a)the two calculation methods can basically gain same conclusions；(b)the
material mechanics method can simply and quickly calculate the magnitude and location of principal stress，but has its limitations,
and SO the structural stress of high toe wall in major CFRD project still need to be checked by using finite element method．
Key W ords：CFRD；high toe wall；material mechanics method；finite dement method；structural stress
中图分类号：TV641．43 文献标识码：A 文章编号：0559—9342(2014)05--0033—04
0 前言 1 某工程高趾墙方案设计
混凝土面板堆石坝设计中．通常采用混凝土高
趾墙的方式来弥补地形、地质条件的缺陷或处理与
岸边相邻水工建筑物合理衔接问题⋯。SL228- 2013
《混凝土面板堆石坝设计规范》中定义趾墙为： “布
置在趾板线上和面板连接的混凝土挡墙”．这表明高
趾墙兼有趾板和挡土墙的双重作用。近年来，采用
高趾墙的面板堆石坝工程不断增多，陆希等罔通过材
料力学法分析了公伯峡面板堆石坝高趾墙的应力状
态及安全系数；沈振中等[ I采用三维非线性动力有限
元方法，研究了海甸峡水电站面板堆石坝高趾墙的
动力变形特性，论证了高趾墙在地震工况下的安全
性；李振~]141以吉音水利枢纽工程为例通过三维有限
元静动力分析表明了高趾墙作为非受力结构的垂直
防渗体的可行性。本文采用材料力学法和三维整体
有限元两种方法计算某工程高趾墙的结构应力，并
对两种方法进行对比分析。
某水电工程以发电为主，水库正常蓄水时上游
水位340．0 Ill，下游水位260．0 In，最大坝高90．5
m，水库总库容5．42亿m ，电站装机容量230 Mw ，
保证出力69．4 MW ，多年平均发电量10．585 8亿
kW ·h。工程枢纽主要由混凝土面板堆石坝、高趾
墙、左岸岸坡式溢洪道、右岸泄洪排沙洞、引水发
电系统及地面厂房等建筑物组成。
工程坝趾处河谷呈不对称