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随着混凝土面板堆石坝越建越高,堆石体的应力变形特性及面板的开裂受到工程界高度关注。堆石体占混凝土面板堆石坝的90%左右,堆石体的变形特征是面板堆石坝变形性状的决定因素,因此分析堆石体应力变形特性是十分必要的。本文中,堆石体的长期变形主要包括湿化变形和库水位循环升降的水荷载引起的变形。 本文以有限元分析软件ABAQUS作为计算工具,以公伯峡面板堆石坝作为工程实例,建立有限元模型,分析计算了面板堆石坝在湿化变形作用下的应力变形特性,然后进行了不计入湿化变形作用库水位循环升降和计入湿化变形作用库水位循环升降两种情况下的面板堆石坝有限元计算。计算过程中,库水位循环升降次数分别为1,5,10,20次,计算结果表明,湿化变形和库水位的循环升降变化会使坝体的应力变形有不同程度的增加,且该计算结果与其他类似工程的有限元计算结果相近。通过计入湿化变形作用库水位循环升降的计算结果与不计入湿化变形作用库水位循环升降的混凝土面板堆石坝应力变形的有限元计算结果进行对比分析表明:即考虑堆石体的长期变形之后,坝体的位移及大、小主应力的极值均有不同程度的增加。 混凝土面板于自身结构的特点,受到堆石体变形等因素的影响,开裂问题很难避免。本文基于扩展有限元方法研究了混凝土面板的裂纹扩展过程。在有限元计算软件ABAOUS平台上分析了混凝土面板在断裂过程裂纹的扩展过程,研究表明,面板堆石坝的长期变形影响面板的结构受力变形,面板的结构受力变形影响面板开裂,利用扩展有限元模拟混凝土面板的开裂过程,可以为类似工程提高面板安全方面做依据。 通过本文的研究发现,堆石体的长期变形对面板堆石坝坝体及面板的应力变形有着不可忽视的影响,应该引起设计者和施工者的注意。