基于參數反演法的面板堆石壩竣工期應力應變分析

韓 勇

（貴州省水利水電勘測設計研究院，貴州貴陽，550002）

1 面板堆石壩數值計算模型

選取某高混凝土面板堆石壩三維數值計算區域，包含壩體周圍山體和組成壩體的面板、擠壓邊墻、墊層料、過渡料、主堆石料、次堆石料、下游堆石料。三維網格主要采用八節點六面體等參元，為了適應基巖不規則邊界，局部將六面體單元退化為五面體甚至四面體單元，大壩的三維計算模型有限元網格見圖1和圖2。計算域的底部邊界為固定約束，前后兩側及左右兩側采用法向約束。

2 樣本構造

為了反演壩體在施工期間各堆石體材料的變形參數，以壩體施工期的變形實測值為依據，對壩體填筑堆石料（墊層、過渡層、主堆石和次堆石4種填料）的變形參數（K、n、Rf、Kb、m和Kur6個參數）進行反演。由于壩體變形對堆石料（墊層、過渡層主堆石、次堆石料和下游堆石料5種填料）、擠壓邊墻、趾板和面板的凝聚力c和摩擦角?不敏感，因此不參與反演。另外，大壩的變形主要受控于堆石體的變形，因此，擠壓邊墻、面板和趾板的彈性模量，面板間接觸水平縫、面板間接觸垂直縫、面板與趾板間的周邊縫的各變形和強度參數都不參與反演。鑒于該面板堆石壩堆石體Rf的變化較小，且都在0.8左右變動，同時下游堆石料與主堆石料的參數相同，各堆石體變形參數m的差別很小，因此參與反演的堆石料（墊層、過渡層、主堆石、次堆石料）變形參數為K、n和Kb共12個參數，它們取值范圍分別為：K=700～1 300、n=0.2～0.6和Kb=300～900，各堆石料的取值范圍見表1，參與反演各堆石料變形參數取值水平見表2。……