河南省原阳县城南引黄调蓄工程拟在天然渠修建橡胶坝,通过拦蓄天然渠水量,调蓄调蓄池Ⅰ水量,并配合天然二支渠进水闸拦蓄天然渠水量抬高水位,对低水位运行的调蓄池Ⅱ、调蓄池Ⅲ进行引水,在形成人工景观的同时,对缓解该工程地区水资源供需不平衡的问题,以及改善该区域在生产、生活条件和生态环境方面均有着非常重要的意义。本文以天然渠橡胶坝为研究对象,进行了如下分析:(1)根据橡胶坝的特点,结合非线性有限元理论,建立橡胶坝有限元模型,对坝体下游无水、上游水深不同的工况分别进行静力分析计算,发现坝袋在与底板锚固处和岸坡附近应力较大,位移一般在坝顶略偏上游处。因此,需要加强这些位置坝袋的强度或使用更高强度的锚固螺栓。(2)在静力分析的基础上,对坝袋变形进行影响因素分析,即令其他参数不变、只改变其中一项参数,以确定这项参数与坝袋变形的关系。本文分别分析了弹性模量、内压比以及坝袋厚度对坝袋变形的影响,可以知道,在一定范围内,随着这些因素数值的增加,坝袋变形均在减小,减小的趋势稍有不同。(3)结合流固耦合理论,对坝体、水体均建立有限元模型,在此基础上分别对橡胶坝上游有无水、坝高不同、内压比不同等情况进行振动模态分析,得出这些情况下自振周期和基频的一些变化。可以知道,与橡胶坝上游无水工况相比,橡胶坝上游有水工况下橡胶坝的周期较大、基频较小;其余参数不变时坝高与基频成反比、与自振周期成正比;其余参数不变时内压比与基频成正比、与自振周期成反比。