第9章有限元法在边坡稳定分析中的应用253 925实例分析 1.小浪底心墙固结分析 在第6章中,介绍了该工程的概况和孔隙水压计算成果。图9.7是竣工蓄水时(坝体 填筑完毕,上游水位升至250m高程)大坝的累积位移矢量图。从整体看,由于心墙刚度相 对较低,坝体的变形呈现心墙部分大、坝体两侧和基础部分小的态势;其变形在坝体中间部 位偏向下游侧,而在坝体两侧基本呈竖直向 由图中可以看出,竣工蓄水时,坝体的最大沉降约为2.14m,竣工后由于固结的作用使 坝体沉降继续増大。至两年半形成稳定渗流以后,坝体的变形不再明显。蓄水5年后,坝体 的累积最大沉降值达到2.62m。 大坝竣工蓄水时的大主应力、小主应力等值线如图98、图9.9所示。从总体上看,高 程较低部分的应力较大,下游部位比上游部位的应力要大。在同一高程上,无论大主应力还 是小主应力,其最大值都出现在下游坝壳与心墙毗邻的部位,且心墙部位的大主应力明显小 于两侧坝壳的大主应力。上、下游坝壳处的剪应力较大,而斜心墙部位的剪应力非常小,斜 心墙基本以竖直方向的压缩为主。 在整个坝体中,除了高塑性土区个别单元出现小主应力小于零外,其它单元的小主应力 全部大于零,未出现拉应力。 对比分析结果表明,心墙部位的应力随着时间推移有一定的增长,这是心墙固结过程中 孔隙压力逐渐消散的结果。在同一高程上,大、小主应力在心墙部位有较明显的增长,心墙 底部单元的应力在蓄水以后仍有相当的增长。分析心墙内部的应力状态可以发现,各个单元 的有效小主应力全部大于零,不会出现拉伸破坏,发生水力劈裂的可能性较小 最大位移2.14m 图9.7<250m水位竣工書水时的总位移矢量图 图98<250m水位竣工蓄水时大主应力等值线(单位:10kPa)第 9 章 有限元法在边坡稳定分析中的应用 253 9. 2. 5 实例分析 1. 小浪底心墙固结分析 在第 6 章中 介绍了该工程的概况和孔隙水压计算成果 图 9.7 是竣工蓄水时 坝体 填筑完毕 上游水位升至 250m 高程 大坝的累积位移矢量图 从整体看 由于心墙刚度相 对较低 坝体的变形呈现心墙部分大 坝体两侧和基础部分小的态势 其变形在坝体中间部 位偏向下游侧 而在坝体两侧基本呈竖直向 由图中可以看出 竣工蓄水时 坝体的最大沉降约为 2.14m 竣工后由于固结的作用使 坝体沉降继续增大 至两年半形成稳定渗流以后 坝体的变形不再明显 蓄水 5 年后 坝体 的累积最大沉降值达到 2.62m 大坝竣工蓄水时的大主应力 小主应力等值线如图 9.8 图 9.9 所示 从总体上看 高 程较低部分的应力较大 下游部位比上游部位的应力要大 在同一高程上 无论大主应力还 是小主应力 其最大值都出现在下游坝壳与心墙毗邻的部位 且心墙部位的大主应力明显小 于两侧坝壳的大主应力 上 下游坝壳处的剪应力较大 而斜心墙部位的剪应力非常小 斜 心墙基本以竖直方向的压缩为主 在整个坝体中 除了高塑性土区个别单元出现小主应力小于零外 其它单元的小主应力 全部大于零 未出现拉应力 对比分析结果表明 心墙部位的应力随着时间推移有一定的增长 这是心墙固结过程中 孔隙压力逐渐消散的结果 在同一高程上 大 小主应力在心墙部位有较明显的增长 心墙 底部单元的应力在蓄水以后仍有相当的增长 分析心墙内部的应力状态可以发现 各个单元 的有效小主应力全部大于零 不会出现拉伸破坏 发生水力劈裂的可能性较小 图 9. 7 <250m 水位>竣工蓄水时的总位移矢量图 图 9. 8 <250m 水位>竣工蓄水时大主应力等值线 单位 10kPa