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| 深覆盖层上沥青混凝土心墙坝防渗连接型式研究及应用 摘 要 深厚覆盖层上建造的土石坝常采用防渗墙控制坝基渗流。当心墙坝防渗系统坝体采用沥青混凝土心墙、坝基采用封闭式防渗墙时，心墙混凝土基座、防渗墙与相邻土体之间将产生不均匀沉降，易引起基座混凝土断裂和坝壳及覆盖层土体剪切破坏。针对心墙坝坝体心墙与坝基防渗墙合理的连接型式问题，结合新疆大河沿水库工程，采用非线性有限元法，分析研究了心墙基座与防渗墙不同连接型式下坝体与坝基的变形和应力，提出了合理的结构布置型式。主要研究内容和成果如下： （1）研究了心墙堆石坝的发展历程、现状及发展趋势，以及心墙堆石坝有限元法静动力分析的理论和技术，包括心墙堆石坝的静动力本构模型、接触及接缝模型，混凝土防渗墙与覆盖层间因两者弹性模量差异导致的应力集中和变形不协调问题等。 (2)研究了减小心墙堆石坝防渗墙与覆盖层沉降差的方法，在总结多种方法的优势与劣势的基础上，确定了硬接头常规混凝土方案、软接头混凝土帽方案、硬接头低弹模混凝土方案3种较为可行的方案供进一步论证和优化。 (3)根据新疆大河沿水库工程实际情况，建立了沥青混凝土心墙堆石坝的三维非线性有限元模型，分析比较了静力作用下3种方案的沥青混凝土心墙坝的变形和应力特点。 (4)针对心墙基座与防渗墙之间预留空隙的软接头混凝土帽连接型式，对新疆大河沿水库心墙坝进行地震反应分析，研究该坝在地震作用下的加速度反应、动应力、动位移和永久变形等地震反应规律，评价采用该连接型式时大坝的抗震安全性。 通过该心墙坝坝体和坝基的变形协调分析以及心墙基座和防渗墙的应力分析，推荐了合理的连接型式，即深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝坝基采用封闭式防渗墙时，宜采用心墙基座与防渗墙间预留空隙的连接型式，其空隙大小与坝基覆盖层厚度及其力学特性以及防渗墙弹性模量有关，需经计算分析确定。 关键词：深厚覆盖层；沥青混凝土心墙坝；封闭式防渗墙；连接型式；非线性有限元法 |
