深覆蓋層的水閘長效運行結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析

張方寧，趙 琛，王鴻飛，祝福源

（1.南京市水利規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司，江蘇 南京 210001；2.河海大學(xué)水利水電學(xué)院，江蘇 南京 210098；3.水發(fā)規(guī)劃設(shè)計有限公司，山東 濟南 250100）

1 引言

水閘是中小型河流，湖泊，水庫，山塘，入海口等控制調(diào)節(jié)流量、灌溉，防潮防洪的主要控制性工程[1-2]。水閘作為水利工程的系統(tǒng)工程中的重要一環(huán)，是打通順暢江河湖海的毛細(xì)血管的關(guān)鍵，對推進新時代水利工程現(xiàn)代化具有重要意義[3]。所以確保水閘工程長效運行的安全十分必要，特別對于平原地區(qū)[4]，深覆蓋層較厚的水閘，隨著服役時間的推長，其運行狀態(tài)的演變一直是研究的熱點和難點[5-6]。如崔朕銘等人[7]建立了以軟土水閘各結(jié)構(gòu)的強度水平為約束條件的優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型，進而分別求得了水閘整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案和閘室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案；李火坤等人根據(jù)軟基水閘的特點構(gòu)建了底板脫空動力學(xué)反演模型構(gòu)建與試驗驗證[8]，并基于模態(tài)參數(shù)及BAS-PSO優(yōu)化了軟基水閘有限元模型參數(shù)[9]；張宇等人[10]則以樁基為切入點研究了軟土地基下水閘底板有限元分析的模擬方法。由上述研究可知，對于深覆蓋層軟土地基的研究成果頗多，但目前深覆蓋層對水閘長效運行的影響有待進一步研究。由于深覆蓋層的模擬決定了計算結(jié)果的精度水平，所以本文采用已經(jīng)廣泛應(yīng)用的理想彈塑性模型模擬深覆蓋層土基。為了解決水閘底板和土基之間協(xié)調(diào)變形的問題，引進標(biāo)準(zhǔn)庫倫摩擦模型模擬地基與底板的接觸性態(tài)。……