重力壩壩體及壩基不同滲透系數(shù)對(duì)壩基揚(yáng)壓力的影響研究

錢 宇,李宗利

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 水利與建筑工程學(xué)院,陜西 楊凌712100)

0 引 言

揚(yáng)壓力首次提出于1985年法國(guó)Bouzey壩失事后[1],但一直到20世紀(jì)初開始,重力壩設(shè)計(jì)中已將揚(yáng)壓力作為一種重要荷載,但是對(duì)其本質(zhì)的認(rèn)識(shí)又經(jīng)歷了幾十年的探索和爭(zhēng)論。同時(shí),國(guó)內(nèi)學(xué)者也做了大量的理論研究和實(shí)驗(yàn)來(lái)分析揚(yáng)壓力[2～6]大小與分布?，F(xiàn)行規(guī)范[7]對(duì)壩基揚(yáng)壓力的規(guī)定是建立在混凝土為不透水材料的基礎(chǔ)上,揚(yáng)壓力是不透水壩基面的面力。實(shí)際上混凝土是透水材料,其滲透系數(shù)相對(duì)壩基巖體來(lái)說(shuō)較小而已。因此,壩體按滲透體與壩基整體分析較符合實(shí)際,而且,從理論上分析揚(yáng)壓力還與壩體和壩基滲透系數(shù)相關(guān)。

本文建立在混凝土為透水材料的基礎(chǔ)上,根據(jù)不同的防滲類型分別建立無(wú)帷幕無(wú)排水和有帷幕有排水條件整體滲流分析模型,通過(guò)改變壩體和壩基的滲透系數(shù)及相對(duì)比值,利用有限元法進(jìn)行壩體與壩基整體滲流分析,研究壩基揚(yáng)壓力的分布及大小,并與現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算值比較。

1 模型的建立及參數(shù)取值

1.1 模型的建立

選定典型實(shí)例如圖1所示,根據(jù)不同的防滲類型,擬定分析模型分為無(wú)帷幕無(wú)排水模型和有帷幕有排水模型。對(duì)于帷幕的滲透性及尺寸依照現(xiàn)行規(guī)范[7]的規(guī)定擬定。滲流計(jì)算按穩(wěn)定滲流計(jì)算,軟件采用北京理正滲流分析軟件。

實(shí)例壩高為100m,頂寬5m,上游面垂直,下游面壩坡系數(shù) m=0.65,即壩底寬度為70 m;上游水深90m,下游水深10 m。在距壩踵7m處設(shè)有2 m×2 m的排水孔以及深50 m、厚2 m的防滲帷幕如圖1所示?！?br>