面板堆石坝加高离心模型试验研究

汤浦水库东、西主坝为建于软基上的混凝土面板堆石坝,拟采用空心箱体和堆石体方案进行大坝加高,坝高、水位的增加会改变坝体、坝基、面板的应力和变形。采用土工离心模型试验技术研究不同方案下坝体、坝基、面板的应力和变形特性,探讨加高方案的可行性。东、西主坝现状坝体经15 a 的运行,大坝工作性态良好,整体稳定安全。东、西主坝空心箱体加高和东主坝堆石体加高后,坝体及坝基沉降、面板应力增量不大,且很快稳定,面板顺坡向应力大部分为压应力,坝顶附近可能出现很小的拉应力,均小于混凝土强度,上、下游坝坡稳定。西主坝堆石体加高后,坝体及坝基沉降、面板应力有一定的增大,面板顺坡向应力大部分为压应力,小于混凝土抗压强度,坝顶附近可能出现一定的拉应力,上、下游坝坡稳定。试验结果表明,2种加高方案均可行,但空心箱体加高方案优于堆石体加高方案。     

软基上面板堆石坝加高可行性研究

汤浦水库东、西主坝拦河坝为混凝土面板堆石坝,坝高约30 m,建基面为第四系软基,为满足供水需求,需将坝高增加1.7 m,正常蓄水位增加2 m,大坝加高拟比选堆石体和空心箱体两种方案。首先通过土工试验初步确定了计算参数初始值,然后根据原型观测资料对老坝坝基参数进行了反演分析,确定了土体本构模型计算参数,最后对两种加高方案分别进行了三维有限元应力变形计算分析。研究表明,大坝经过15 a运行,地基固结已基本完成,为大坝加高创造了良好的条件。较之于空心箱体加高方案,堆石体加高方案对坝体变形、防渗体系应力变形以及周边缝变形的影响略大一些,但两种加高方案防渗体系的拉压应力均在混凝土抗拉和抗压强度允许范围内,周边缝的三向变位也小于设计允许值,两种加高方案均是可行的,空心箱体加高方案略优于堆石体加高方案。