壩內開裂泄水涵洞滲流-應力耦合有限元計算分析

劉怒濤

（新疆水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 832000）

土石壩內泄水涵洞在發電、灌溉以及供水等方面扮演重要角色，是水利工程中的重要輸水建筑物。壩內泄水涵洞墻體結構一般采用混凝土材料澆筑，其具有施工便利、造價低廉、耐久性較好等特征，是工程建設的首選材料。然而，混凝土結構易產生裂縫，尤其是在土石壩中，涵洞作為壩內輸水建筑物，其裂縫滲水關乎到大壩的整體穩定[1-3]。因此，壩內泄水涵洞在滲流-應力耦合作用下的受力分析顯得尤為重要。

很多學者對壩內泄水涵洞、滲流-應力耦合等方面進行了研究：葛躍平[1]闡述了金華市小型水庫壩內泄水涵洞工程，壩內泄水涵洞的病害成因，提出了處理技術及方案。呂從聰[2]采用ABAQUS 有限元數值計算軟件，對滲流-應力耦合分析中滲流壓力施加問題進行了探討，為相關滲流-應力耦合計算提供了參考。羅景嶄[3]運用ABAQUS 有限元軟件，計算分析了在滲流-應力耦合作用下，降水條件對基坑沉降及安全穩定的影響。王克忠[4]利用MIDIAS-GTS 有限元分析程序，對有無滲流作用下隧洞的開挖過程進行了數值計算，得出了隧洞開挖過程中圍巖孔隙水壓力分布及圍巖變形規律。張志[5]基于滲流-應力耦合原理，采用ABAQUS軟件，分析了不同工況下單層、雙層襯砌的承載特性。

前人的研究成果在推進滲流-應力耦合計算以及保障隧洞、壩內泄水涵洞安全穩定等方面做出了卓有成效的貢獻。然而，現有研究大多是對工程前期設計方案做論證。……