單薄混凝土重力壩的靜動力特性研究

摘" 要：混凝土重力壩作為擋水建筑物，已廣泛應用于水利水電工程中，但對于體型單薄的混凝土重力壩，在運行過程中，特別是地震荷載作用下，容易出現應力集中和滑動失穩現象。該文依托石城子二級電站工程，采用有限元數值模擬方法，對其壓力前池末端的單薄混凝土重力壩開展靜動力特性研究，并基于有限元分析成果研究重力壩的抗滑穩定性。該研究成果對類似單薄混凝土重力壩工程具有參考價值。

關鍵詞：單薄壩體；混凝土重力壩；靜動力特性；有限元數值模擬；抗滑穩定性

中圖分類號：TV642" " " 文獻標志碼：A" " " " "文章編號：2095-2945（2024）25-0109-04

Abstract： As a water retaining structure， concrete gravity dam has been widely used in water conservancy and hydropower projects， but for thin concrete gravity dam， stress concentration and sliding instability are easy to occur in the process of operation， especially under seismic load. In this paper， based on the Shichengzi secondary power station project， the static and dynamic characteristics of the thin concrete gravity dam at the end of the pressure fore pool are studied by using the finite element numerical simulation method， and the anti-sliding stability of the gravity dam is studied based on the results of finite element analysis. The research results are of reference value to similar thin concrete gravity dam projects.

Keywords： thin dam; concrete gravity dam; static and dynamic characteristics; finite element numerical simulation; anti-sliding stability

混凝土重力壩主要依靠其自重來抵抗庫水壓力的作用，從而維持其穩定性。單薄混凝土重力壩由于其截面面積較小，在水壓力或地震作用下，容易出現應力集中，從而導致混凝土拉裂現象。混凝土重力壩的應力和穩定的分析方法主要有材料力學法、模型試驗法和數值模擬法，其中采用較多的是有限元數值模擬方法。

紀杰杰等[1]采用有限元軟件ANSYS對武都水庫碾壓混凝土重力壩進行了靜力特性和地震動力特性研究。錢雪晉等[2]采用有限元法對觀音水庫重力壩進行了安全復核，得到了大壩各工況下的結構應力、變形及壩基抗滑穩定安全系數。王艷等[3]基于大型有限元軟件ANSYS，采用峰值調整后的天津地震波，對某混凝土重力壩進行了動力響應分析，并分析了固定連接和接觸算法對壩體與地基相互作用的影響。……