陕西镇安抽水蓄能电站堆石坝面板的动力分析

摘要

陕西镇安抽水蓄能电站工程为一等大(1)型工程，地震作用下极易产生坝体沉降、坝坡滑移失稳、面板结构压碎开裂、面板结构错台或钢筋扭曲等破坏问题。基于此，本文采用数学公式推导和简化仿真模型分析两种手段，对蓄水条件下的坝面面板结构的动力反应特征进行分析，主要研究内容和所得结论如下： (1)基于Winkler单参数和Pasternak双参数弹性地基简化模型，提出了考虑库水动水压力作用，顺坡面方向和沿坝轴方向的结构平衡微分方程式，并采用传递矩阵法对结构的变形和内力进行了推导求解。进而由简化数学模型分析得出：面板结构最大挠度发生在坝顶，最大内力出现在坝底位置；相比Winkler单参数法，采用Pasternak双参数计算的结构变形衰减明显。 (2)基于工程场地的弹塑性物理特性和坝体结构断面几何特征，采用有限元软件ANSYS建立了整体结构的实体数值仿真模型，研编了计算程序，分析了库水压力、面板结构动力参数（面板厚度、配筋率、混凝土类型）影响机制以及板带宽度结构的变形和内力发展规律。 (3)采用数值分析方法，针对面板堆石坝的地震稳定性问题进行了研究，从有无铺设面板结构、堆石料动弹性模量取值、锚杆支护作用等参数对堆石料观测点水平位移的影响机制进行了对比分析，从而得出：考虑面板结构影响，选取较高弹模堆石料，加设锚杆等措施可降低坝体水平位移、提高结构稳定性。

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