小湾高拱坝坝肩稳定分析及复杂地质缺陷概化模拟研究

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拱坝作为一种安全性及经济性均较优的坝型,在世界各国都得到了广泛采用。中国已把水能资源开发作为西部大开发重大战略任务,特别是在西南地区,由于该地区的地形地质特点,将有一批高拱坝兴建起来,并且越来越多的高拱坝将建设在含复杂地质构造的坝基上,比如锦屏一级高拱坝、小湾高拱坝、溪洛渡高拱坝等,复杂地质缺陷对这些高拱坝的坝肩稳定分析至关重要。本文查阅了近年来高拱坝坝肩稳定分析大量实例,对目前的坝肩稳定分析方法进行了总结,坝肩稳定分析常采用的方法主要有:刚体极限平衡法、有限元法及地质力学模型试验法。随着实验技术及计算手段的发展,实验与计算越来越紧密地结合起来进行对比分析,相互验证,互为补充,以此全面分析论证坝肩的稳定问题。然而以现有的试验技术及计算手段,无论采用哪种方法,都需要对各种地质构造进行适当的概化模拟。小湾拱坝坝址具备修建高拱坝的优越地形条件,但地质条件较为复杂,左右坝肩抗力体内存在大量地质缺陷,如:Ⅲ级结构面(断层F)、IV 级结构面(断层f)、拱端附近的节理密集带、蚀变带E、两拱座的IIIb2软岩条带等,在采用模型试验及计算分析研究坝肩稳定时,需要进行一定的概化或简化。如何进行概化更为合理,概化后坝肩的位移分布、破坏形态、破坏机理及稳定安全度的影响程度有多大,需要进行分析研究。本文结合小湾拱坝实际情况,主要针对小湾拱坝1210m 高程平面的初始方案及概化方案,采用超载的方法,进行了地质力学模型试验和非线性有限元分析,对高拱坝的坝肩稳定及复杂地质构造的概化模拟进行研究,对比分析了初始方案与概化方案的坝体位移及应变、坝肩位移、破坏过程、破坏形态等,得出小湾拱坝1210m 平面坝肩两个方案的超载安全度,初始方案为2.2,概化方
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