传统沥青混凝土心墙坝型的心墙和坝壳沿坝轴线均是直线型,因此心墙坝在运行期,水体透过上游堆石料直接作用在心墙上,心墙必然会产生向下游的挠曲变形,心墙轴线伸长,故在心墙内部两端坝肩处必然产生拉应力值即拉应力区域,在上游水压力作用下心墙很容易产生水力劈裂破坏,危害坝体安全。因此,很有必要研究改善沥青混凝土心墙坝受力特性的措施,通过将两端坝肩处心墙向上游起拱以减小心墙中的拉应力,避免心墙产生水力劈裂破坏。本文基于三维有限元数值模拟技术,对某沥青混凝土心墙坝进行了心墙两端不同弯曲段长度、不同弯曲段曲率以及心墙不同弹性模量值的应力及变形分析。计算中采用Duncan-Chang E-B模型作为坝体及心墙材料的本构模型,对大坝填筑和水库蓄水过程进行模拟,得到了蓄水期工况下沥青混凝土心墙和坝体的位移、应力分布规律。计算结果表明,坝体及心墙的应力变形值均处在合理范围之内,坝体填料和心墙材料满足强度要求,为结构设计、施工提供了参考依据。(1)选取心墙两端的弯曲曲率均为k=8.27× 10-4,将心墙两端弯曲段长度分别取为心墙沿坝轴线长度的10%、15%、20%,研究心墙两端不同弯曲段长度,在上游水压力作用下,心墙的位移与应力变化特性以及分布规律,并确定心墙受力特性最佳的弯曲段长度。研究结果表明,随着心墙两端弯曲段长度的增加,心墙坝肩处的拉应力值以及拉应力区域越小。(2)选取心墙两端弯曲段长度为心墙沿坝轴线长度的15%,将心墙两端弯曲段曲率分别取为k=5.O×10-4、k=8.27× 10-4 k=3.O× 10-3。研究)不同弯曲段曲率,在上游水压力作用下,心墙的位移与应力变化特性以及分布规律,并确定心墙受力特性最佳的弯曲段曲率。研究结果显示,随着心墙两端弯曲段曲率的增加,心墙坝肩处的拉应力值以及拉应力区域越小,同时还能够消减心墙底部的应力集中现象和拱效应。(3)选取心墙两端弯曲段长度为心墙沿坝轴线长度的15%,选取心墙两端的弯曲曲率均为k=8.27× 10-4,将心墙模量系数K分别取为K=304、K=608、K=1216,研究心墙不同弹性模量,在上游水压力作用下,心墙的位移与应力变化特性以及分布规律,并确定心墙受力特性最佳的弹性模量。研究结果表明,随着心墙弹性模量的增大,心墙坝肩处的拉应力值以及拉应力区域越大。