深覆盖层上面板堆石坝三维有限元应力变形计算分析研究
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2.1 坝体材料及其计算参数

2.1.1 各种坝料的颗粒组成级配

(1)垫层料(2A):采用料场(白云质灰岩为主)开挖料,要求用料新鲜、坚硬、级配良好,相对密度高。控制最大粒径80~100mm,小于5mm的含量在30%~40%,小于0.075mm的含量小于5%,级配连续。

(2)特殊垫层区料(2B):可采用混凝土细骨料(白云岩)配制,最大粒径40mm,D90≤20mm,粒径小于5mm含量大于45%,D15=0.5mm。

(3)过渡层料(3A):采用料场开挖料,要求用料新鲜、坚硬、软化系数高,密实度高。控制最大粒径300mm,小于5mm的含量在10%~30%(宜不大于25%),小于0.075mm的含量小于5%,级配连续。

(4)主堆石料(3B):采用料场开挖料,要求用料新鲜、坚硬、软化系数高,其有较低的压缩性和较高的抗剪强度,变形量小的石料。控制最大粒径500~600mm,小于5mm的含量在10%~20%,小于0.075mm的含量小于5%,级配连续。

(5)下游堆石料(3C):采用坝基、引水及泄洪建筑物、料场等开挖料,用料要求稍低,可采用强弱风化混合料。控制最大粒径1000mm,小于5mm的含量不得超过30%,级配连续,粒径小于0.1mm含量不大于10%。

2.1.2 大坝各种坝料填筑控制标准

各种坝料填筑控制标准见表2.2,可作参考,具体等坝料试验结果出来后再调整。

表2.2 坝料填筑控制标准

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注 1.次堆料根据建筑物开挖料组成情况,可能含有花岗岩、砂岩、灰岩、泥灰岩等岩石,计算时可取灰岩为代表次堆遇泥灰岩时一般不能加水,加水后容易造成泥灰岩泥化。
  2.上述坝料填筑控制标准为初设拟定,后期将根据工程经验、大坝变形分析、试验及坝体填筑要求等在做微调。
  3.大坝填筑料填筑时具体加水情况需根据现场碾压试验结果最后调整。

2.1.3 材料参数表

河口村大坝三维有限元分析材料设计参数见表2.3。

表2.3 河口村大坝三维有限元分析材料设计参数表

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2.1.4 接触面和接缝

面板—垫层(挤压墙)接触面采用非线性接触面材料模型和无厚度Goodman单元,接触面参数对面板应力数值有较大影响,巴贡面板坝工程专门进行了面板与挤压墙间接缝材料力学性能试验,研究了无接缝材料、不同厚度乳化沥青(1mm、2mm、3mm)、两层乳化沥青中间夹沙、沥青油毡、土工膜等7种情况(表2.4a)。考虑到挤压边墙技术的普遍采用,参照了巴贡面板坝的试验成果,按照面板+1mm乳化沥青+挤压墙对应的接触面参数进行取值(表2.4b)。横缝和周边缝按1层金属止水+1cm厚度橡胶填充物考虑。

表2.4a 挤压墙与面板接触面Clough-Duncan模型参数(巴贡)

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表2.4b 本工程接触面计算参数

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