Page 24 - 2022年第53卷第4期

表 1 丹江口大坝加高计算主要参数 176.6 26.5
170.0 结
16
参数名称 取值 162 合
面
老坝混凝土弹性模量/GPa 24.0 145.0
142.5
140
新混凝土弹性模量/GPa 20.0
基岩弹性模量/GPa 20.0
混凝土容重/（kN/m ） 24.0 115.0 新坝块
3
老坝
48 14.63
建基面摩擦系数 0.9 100
62.625
建基面凝聚力/MPa 0.95
图 5 丹江口重力坝典型坝段 （单位：m）
个状态，取各段不同的状态组合，计算正常蓄水位 170 m 时坝体应力和稳定，计算工况见表 2，7 个
工况中不计入新老混凝土温差作用。

表 2 结合面状态影响分析工况 表 3 各工况坝基代表点应力（应力拉为“-”）（单位：MPa）
工况 ① ② ③ ④ 工况 σ u σ m1 σ m2 σ d
1 √ √ √ √ 1 0.64 1.25 0.70 0.66
2 √ √ √ ○ 2 0.76 1.01 1.42 0.36
3 √× ○ √ √ 3 0.64 1.24 0.72 0.69
4 √ √ ○ ○ 4 0.90 0.71 2.97 -0.62
5 √× ○ √ ○ 5 0.76 1.02 1.41 0.37
6 √× ○ ○ √ 6 0.58 1.35 0.61 0.66
7 √× ○ ○ ○ 7 0.70 0.95 4.19 -2.01
注：√为粘结，√×为接触，○为张开。

各工况代表点的等效应力计算结果见表 3，表中的应力拉为“-”。由表可见；（1）结合面状态对坝
踵应力影响不明显，各工况坝踵均为压应力，最大压应力为 0.9 MPa，最小 0.58 MPa；（2）结合面上部
（顶部、竖直段）的结合状态对坝基应力影响较小，顶部水平段由粘结变为接触、竖直段由粘结变为
脱开，建基面各代表点应力变化小于 5%；（3）贴坡段，尤其是贴坡下部的结合状态对建基面应力影
响大，贴坡段全部脱开时可使建基面新建坝块的上游应力由 0.7 增大至 4.19 MPa，新坝块下游的竖向
应力由压应力变为拉应力；（4）最大压应力出现在新老混凝土结合部位，老坝块下游最大值为 1.35 MPa，
新坝块上游最大值为 4.19 MPa；（5）只要斜坡段最下部不脱开，全建基面即不会出现拉应力。
图 7为结合面全部粘结状态下（工况 1）三种不同计算方法的建基面应力分布，即有限元法、有限元等

有限元
等效应力（新老坝块）
材料力学（整坝平截面）

48
0 62.63
0.35
0.64 0.66 0.66
0.75 0.70
0.92
1.25

图 6 新老混凝土结合面分段 图 7 不同方法建基面应力分布的比较 （单位：MPa）
— 398 —