水庫堤防擋墻格柵設(shè)計對結(jié)構(gòu)安全性影響研究

楊俊鴿

（洛陽水利勘測設(shè)計有限責(zé)任公司，河南 洛陽 471000）

1 引言

堤防作為水工設(shè)施中重要控流、 防洪建筑，其安全穩(wěn)定性與滲流場變化乃是結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須考慮的因素[1，2]。 擋墻作為一種防護結(jié)構(gòu)，其可用作堤防防洪、防滲及加固，故開展擋墻結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化對推動堤防運營安全水平具有重要意義。舒天白等[3]、茹秋瑾等[4]采用ANSYS、ABAQUS 等數(shù)值仿真軟件開展了擋墻的靜力場分析，從應(yīng)力、位移特征評價結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)優(yōu)勢。 華中等[5]、劉波[6]認(rèn)為水工設(shè)計不應(yīng)僅研究靜力穩(wěn)定性，利用FLUENT、MIKE21等滲流場模擬平臺開展了流場特征計算， 分析了不同設(shè)計方案下水工建筑的滲流場演變， 為工程設(shè)計評價提供了依據(jù)。 不論是靜力場計算或是滲流場分析，上述方法集中在數(shù)值計算過程，陳林[7]采用模型試驗手段在室內(nèi)原型復(fù)制建立水工模型，通過施加相似比例尺寸的荷載工況，分析模型在運營過程中滲流參數(shù)、應(yīng)力與位移參數(shù)等變化，也可為工程設(shè)計提供更為高精度的參照。 本文在水庫堤防運營現(xiàn)狀的前提下， 采用FLAC 3D 與FLUENT 仿真平臺開展了加筋格柵擋墻設(shè)計優(yōu)化分析，為堤防選擇最適配擋墻結(jié)構(gòu)提供參考。

2 工程設(shè)計模擬

2.1 工程概況

衛(wèi)家磨水庫乃是靈寶市重要水利中樞， 原設(shè)計蓄水庫庫容為320 萬m3，正常蓄水位19.5m。 該水庫堤防工程最大高度為21.6m，無防浪墻及二次加高擋墻等結(jié)構(gòu)設(shè)施，原堤防基礎(chǔ)乃是原位地基，僅進(jìn)行防滲墊層及注漿加固處理， 堤防斷面形狀如圖1 所示。 由于衛(wèi)家磨水庫工程堤防兩側(cè)岸坡穩(wěn)定性欠佳，且堤防地基土體以軟弱黏土為主，沉降變形較大，特別是岸坡內(nèi)易形成潛在滑移面，對堤防工程帶來較大威脅。……