2 三维应力变形计算内容及难点

面板坝三维有限元计算可以综合对坝体、坝基及防渗墙、板体系(面板、趾板、连接板)进行应力变形分析,有助于设计方案论证,可以准确分析与预报大坝在施工与运行期间的性能、大坝施工填筑方式。覆盖层上面板坝的应力变形,特别是防渗墙和面板的应力状态,防渗墙与趾板以及趾板与面板接缝变形的正确预测,对覆盖层上面板坝的设计、施工以及安全运行具有十分重要的意义。

三维应力变形计算内容及要解决的问题如下。

(1)通过计算坝体、防渗墙、坝基覆盖层砂卵石在施工期和蓄水期的应力变形特性,研究施工期和蓄水期的坝体沉降、水平位移分布(顺河向及沿坝轴线方向)以及坝体大、小主应力及应力水平分布。

(2)分析深厚覆盖层下防渗墙与坝体的合适位置及静力和动力条件下的应力变形情况,包括防渗墙与坝体之间的连接板设置一块、两块时,防渗墙、连接板、趾板的变形,接缝位移及各自的受力特性。

(3)分析深厚覆盖层下防渗墙的应力应变特性及等级为C25与C35的混凝土选取不同材料时的受力、变形、位移特征。

(4)在深厚覆盖层上的面板坝周边缝、面板张性缝、压性缝的接缝位移、变形的容许范围,分析防渗墙、连接板、趾板之间的接缝变形规律,以指导止水结构设计。

(5)通过计算混凝土面板的挠度和坝轴向位移分布,分析计算混凝土面板的应力分布,对结构配筋提出建议。

(6)模拟施工填筑顺序,研究坝体填筑高差的合理控制高度、坝体超填高度、预留沉降时间对面板应力变形的影响。

(7)以筑坝材料敏感性分析计算作为大坝设计控制指标。

(8)面板坝接缝止水设计计算,设计时应选择能适应运行期和施工期面板周边缝变位和垂直缝变位的止水结构和止水材料,分析覆盖层上面板坝防渗体系的安全性是否有保障。