现代混凝土面板堆石坝筑坝技术是现代坝工建设领域取得的一项具有重大意义的技术成就。随着近几年我国在建或拟建的混凝土面板堆石坝的数量大大增加,一些新的设计思路和先进的施工技术纷纷涌现,其中不分期长面板作为面板施工技术的新思路,在公伯峡大坝得以首次应用,这也是对常规分期浇筑面板的一个重要发展,采用长面板一次性施工可使公伯峡大坝坝体全断面填筑,缩短工期,使坝体获得5个月的沉降期,面板施工期间坝体仅沉降6mm,消除了面板产生结构性裂缝的可能,提高了工程质量,同时使首台机组提前4个月发电,增加发电量12. 6亿kw.h,增加收入1. 8亿元。然而一次性浇筑施工斜长超过200米的面板,在理论依据和实际施工中都存在许多问题尚未得到解答,本论文的主要工作就是针对这些问题而展开的。本课题采用有限元数值计算方法,结合公伯峡面板堆石坝的实际情况,分别对不分期长面板和常规分期面板进行了分析。不考虑蓄水期与运行期浸润线以下部分坝体的湿化变形、下游尾水位抬高引起的湿化变形以及运行期坝体的流变变形,计算了长面板和常规分期面板两种情况下坝体及面板分别在竣工期和蓄水期的应力、变形,分别探讨了二者在相同工况下自身的应力及变形情况;探讨了由于两者在施工次序上的不同对坝体带来的影响;通过对比分析面板垂直缝及周边缝的错位、张开等破坏产生情况,确定两者面板应力应变之间的差异,明确长面板在施工和运行过程中的工作状态,最终为混凝西安理工大学工程硕士学位论文土面板堆石坝的长面板的设计和施工提供数值仿真的计算结果,从而达到有效防止面板开裂、脱空变形破坏,止水失效等各种形式破坏,建设优质工程的目的。 本文采用大型通用有限元程序洲SYS,运用APDL进行建模、求解、加载和后处理的分析过程,对实际施工进度、蓄水过程进行了模拟,两种方案的三维仿真计算结果表明,长面板和常规面板的各项变形总体上差别不大,长面板应力值相对偏大,但位移结果基本相似,尤其长面板对坝体的影响微乎其徽,可予以忽略,这也论证了采用长面板进行施工的可行性。本文的研究成果不仅为不分期长面板的设计、施工提供直接的技术支持,具有较高的实用价值,而且对应用这一技术来解决类似工程问题具有重要的参考价值。关键词:三维非线性有限元面板堆石坝不分期混凝土长面板土体邓肯一张本构模型APDL