基于三維有限元的異型底板水閘整體穩(wěn)定性分析

于正洋， 蘇靜波， 黃紹磊， 劉 睿

（1.河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院，南京 210098； 2.河南省水利勘測設(shè)計(jì)研究有限公司，鄭州 450016）

水閘是一種在水利工程中應(yīng)用廣泛的低水頭水工建筑物，準(zhǔn)確評(píng)估水閘工程的穩(wěn)定性具有重要意義.目前常用的計(jì)算水閘穩(wěn)定性的方法包括傳統(tǒng)計(jì)算方法［1］和三維有限元模擬法. 傳統(tǒng)計(jì)算方法一般是將水閘與地基分離開來進(jìn)行計(jì)算的，且計(jì)算過程采用了大量的簡化假設(shè)，簡化了各結(jié)構(gòu)間的力系傳遞，忽略了整體效應(yīng)，因此傳統(tǒng)計(jì)算方法的計(jì)算結(jié)果并不能準(zhǔn)確反映工程實(shí)際情況. 而三維有限元數(shù)值模擬法可以將水閘結(jié)構(gòu)與地基視為一個(gè)整體進(jìn)行分析，可同時(shí)考慮水閘各結(jié)構(gòu)與地基之間的相互作用，因此利用該方法得出的結(jié)果更能準(zhǔn)確地反映水閘結(jié)構(gòu)的真實(shí)狀況. 鄒禮兵［2］通過ABAQUS軟件對(duì)進(jìn)水閘應(yīng)力、滲流穩(wěn)定性等進(jìn)行了三維有限元模擬分析，經(jīng)過實(shí)際施工驗(yàn)證表明，采用有限元方法進(jìn)行設(shè)計(jì)可靠度較高. 錢秋培等［3］應(yīng)用有限元軟件ABAQUS 計(jì)算分析了某節(jié)制閘的應(yīng)力及變形，驗(yàn)證了正常蓄水工況下水閘結(jié)構(gòu)的安全性，并且認(rèn)為傳統(tǒng)計(jì)算方法的簡化處理對(duì)水閘結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算的影響較大. 陳立峰等［4］采用ANSYS有限元分析法分析了節(jié)制分水閘在不同工況下出現(xiàn)的沉降位移以及應(yīng)力分布，認(rèn)為建筑物地基結(jié)構(gòu)整體性與建筑物的穩(wěn)定性密切相關(guān). 彭兆軒等［5］運(yùn)用有限元軟件ABAQUS對(duì)泄洪閘導(dǎo)墻部分的抗滑穩(wěn)定及……