Page 6 - 2022年第53卷第12期

性。程嵩等 ［４］ 结合马来西亚巴贡混凝土面板坝研究了河谷性状对面板堆石坝应力位移的影响。朱晟
等 ［５］ ，以及王国辉等 ［６ － ７］ 结合江坪河混凝土面板坝研究了河谷性状对 ２００ｍ级高混凝土面板坝变形和
应力的影响。朱永国等 ［８ － ９］ 结合猴子岩混凝土面板堆石坝工程研究了狭窄河谷中高混凝土面板坝的应
力变形特性及变形控制措施。杨星等 ［１０］ 结合猴子岩混凝土面板坝工程，分析了狭窄河谷中高混凝土面
板坝的变形特性。卢羽平等 ［１１］ 分析了建于狭窄河谷中的卡基娃混凝土面板坝的运行性状。王君利 ［１２］
结合羊曲混凝土面板坝工程，分析了特窄河谷中高混凝土面板坝的变形和防渗控制措施。王恩辉 ［１３］ 介
绍了新疆地区狭窄河谷中堆石坝工程的建设案例和工程经验。上述研究工作结合具体的工程实践，分
别从不同的角度分析了狭窄河谷中混凝土面板坝的变形特性，研究成果表明，对于狭窄河谷中的混凝
土面板坝，岸坡对坝体具有显著的约束作用，由于这种约束作用，狭窄河谷中的混凝土面板坝总体变
形量相对较小，但岸坡变形梯度较大。坝体大主应力明显小于堆石体自重应力，坝体应力存在明显的
应力拱效应。宋文晶等 ［１４］ 针对狭窄河谷中的面板坝，提出了考虑堆石体与坝肩岸坡之间摩擦接触的分
析模型，并研究了河谷性状对面板坝防渗体系安全性的影响。研究指出狭窄河谷中面板坝的堆石体将
沿岸坡发生滑移，从而导致面板或止水的破坏。侯冰铃等 ［１５］ 对比了考虑堆石体与岸坡分别采取固定约
束和摩擦接触方式计算时，狭窄河谷中混凝土面板坝应力变形特征，计算结果表明，考虑摩擦接触
后，堆石能够沿着岸坡滑动，岸坡对坝体堆石的拱效应减小。欧波等 ［１６］ 采用数值分析方法对狭窄河谷
中的平寨混凝土面板坝进行了考虑堆石流变的计算分析。邓刚等 ［１７］ 等结合九甸峡混凝土面板坝，研究
了狭窄河谷中高面板堆石坝的长期变形问题。研究成果表明，狭窄河谷高面板堆石坝考虑流变特性
后，坝体后期变形明显增大，变形持续时间也有所增加。上述的研究工作分别从不同的角度分析、研
究了河谷地形对混凝土面板坝应力变形特性的影响，但总体而言，这些研究都是针对狭窄河谷中某一
具体工程的分析，其研究成果部分揭示了狭窄河谷岸坡对混凝土面板坝应力变形的影响规律。但是，
对于河谷地形与混凝土面板坝应力变形作用的一般规律尚有待通过从宽河谷到窄河谷的变化，以及岸
坡和河床宽度的变化进行深入的研究。
表 １ 中国已建和在建的狭窄河谷中混凝土面板堆石坝工程

坝名 坝高?ｍ 堆石料母岩岩性 坝顶长?坝高 建成时间
西北口 ９５．０ 灰岩 ２．３４ １９８９
洪家渡 １７９．５ 砾岩 ２．３８ ２００４
龙首二级 １４６．５ 辉绿岩 １．３０ ２００４
三板溪 １８５．５ 砂岩 ２．３０ ２００７
九甸峡 １３３．０ 灰岩 １．７４ ２００８
猴子岩 ２２３．５ 灰岩、流纹岩 １．２５ ２０１７
江坪河 ２１９．０ 冰碛砾岩 １．８９ ２０２０
玛尔挡 ２１１．０ 二长岩、砂岩 １．６０ 在建
羊曲 １５０．０ 灰岩 ２．３６ 在建

采用理想化的典型模型研究混凝土面板坝的应力变形特性可以消除具体工程特定因素对分析结果
的影响，从而更有利于对一般规律的分析研究 ［１８］ 。党发宁等 ［１９］ 以金川混凝土面板坝为依据，构建了
一个简化的面板坝分析模型，通过河谷宽度系数、河谷边坡陡缓系数、河谷非对称系数研究了河谷形
状对面板坝应力变形的影响。研究表明，河谷地形对坝体的约束作用减小了面板的挠度，而堆石体内
部存在的应力拱效应则增大了坝体的后期沉降量。杨超等 ［２０］ 等通过一个典型的面板坝分析模型，重点
研究了狭窄河谷面板堆石坝坝体底部应力拱效应的形成机理及影响范围。为进一步研究河谷地形对混
凝土面板坝应力变形特性的影响，本文将通过构建一个典型混凝土面板坝三维模型的方式，采用数值
计算方法，分析从宽河谷到窄河谷混凝土面板坝应力变形特性的变化规律，并研究岸坡坡度、河谷宽
度等因素对坝体和面板应力变形的影响规律，同时，结合实际工程，探索改善狭窄河谷中高混凝土面

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