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第 !" 卷第 # 期%&’(!" )&(#! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展!$$" 年 ! 月>0?( !$$"*+,-./01 2. 3/20./0 -.+ 40/5.&’&6!7 &8 9-:0; <01&=;/01作者简介： 顾小芳 （#@A# —），女，江苏南通人，硕士研究生，从事水工结构工程研究。 BCD-2’： 6=E2-&8-.6#@A#/.F#GH( /&D砂砾石深覆盖层上水闸沉降计算与控制分析顾小芳#，任旭华#，邵勇#，邓彬!（# ( 河海大学水利水电工程学院，江苏 南京!#$$@A； !( 河海大学土木工程学院，江苏 南京!#$$@A）摘要： 针对砂砾石 深覆盖层上闸坝的沉降计算问 题， 采用 *)3I3 中 的面面接触模型模拟闸 坝的结构缝， 结合锦屏二级水电站首部拦河闸工程， 实现了 绝对沉降和不均匀 沉降的计算。 提出 了 控制闸坝沉降和不均匀 沉降的措施， 并通过对不同 工作条件下闸基的沉降分析， 对固结灌浆加固措施进行了 论证， 指出 锦屏二级水电站首部拦河闸工程固结灌浆的变形模量必须提高到 GAJK LM- 才能将闸室沉降量控制在水闸规范允许的范围内 。关键词： 水闸； 深覆盖层； 面面接触模型； 沉降计算； 沉降控制文献标识码： *中图分类号： 4%GG文章编号：#$$G!"GN" （!$$"）$#!$$#"!$N!"##$"%"&# ’($’)$(#*+& (&, ’+&#-+$ (&($./*/ +0 /$)*’" +& ,""1$. ’+2"-", $(."- +0 /(&,. 3-(2"$44OP Q2-&C8-.6#， <B) Q=C5=-#， 3R*S I&.6#， TB)O U2.!（ # ! "#$$%&% #’ ()*%+ "#,-%+.),/0 ),1 201+#3#4%+ 5,&6,%%+6,&， 2#7)6 8,6.%+-6*0， 9),:6,&!#$$@A， "76,)； !! "#$$%&% #’"6.6$ 5,&6,%%+6,&， 2#7)6 8,6.%+-6*0， 9),:6,& !#$$@A， "76,)）56/#-(’#： U7 =10 &8 :50 1=;8-/0C:&C1=;8-/0 /&.:-/: D&+0’ &8 *)3I3 :& 12D=’-:0 :50 1:;=/:=;-’ V&2.:1 &8 1’=2/0 +-D1， :50 -?1&’=:010::’0D0.: -.+ =.0,0. 10::’0D0.: &8 :50 ;2,0; 1’=2/0 W;&V0/: -: X2.W2.6 O;-+0CYY R7+;&W&Z0; 3:-:2&. Z0;0 /-’/=’-:0+， -.+ 1&D0D0-1=;01 Z0;0 W;&W&10+ 8&; /&.:;&’’2.6 :50 -?1&’=:0 10::’0D0.: -.+ =.0,0. 10::’0D0.: &8 :50 1’=2/0 +-D( U-10+ &. 10::’0D0.:/-’/=’-:2&. &8 1’=2/0 8&=.+-:2&. =.+0; +2880;0.: &W0;-:2&. /&.+2:2&.1， :50 0880/:2,0.011 &8 /&.1&’2+-:2&. 6;&=:2.6 D0-1=;0 Z-1,0;2820+( Y: 21 .0/011-;7 :& 2DW;&,0 :50 /&.1&’2+-:2&. +08&;D-:2&. D&+=’=1 &8 :50 ;2,0; 1’=2/0 8&=.+-:2&. :& GA(K LM-， 1& :5-: :50’&/[ /5-D?0; 10::’0D0.: /&=’+ ?0 /&.:;&’’0+ Z2:52. :50 W0;D2112?’0 ;-.60 &8 :50 1’=2/0 /&+0(7". 8+-,/： 1’=2/0； +00W’7 /&,0;0+ ’-70;； 1=;8-/0C:&C1=;8-/0 /&.:-/: D&+0’； 10::’0D0.: /-’/=’-:2&.； 10::’0D0.: /&.:;&’西部地区水利水电的开发将使以后的水利建设更多地涉及在深覆盖层上修建闸坝的问题［#!!］。 深覆盖层上建造的闸坝，由于地质条件复杂、地基土的压缩 性 较大， 往往产生较大的 沉降及不 均 匀 沉降［H!N］，将会严重影响闸坝运行， 甚至会使其失效。因此，必须对沉降进行计算与控制。按 %;3 或 %C’63 曲线的分层总和法计算地基的沉降量在成层状地基工程中得到了广泛的应用［K!"］，其基本理论和方法的正确性已得到了验证， 但这种方法采用了一系列简化假定， 与实际情况并不完全符合。 近几十年来， 有限单元法的发展［A］使得建立三维有限元整体模型解决工程问题得到越来越多的应用，它能更好地模拟工程实际情况，计算结果也更精确可靠。 锦屏二级水电站建在砂砾石深覆盖层上，覆盖层地质情况复杂，河床中间深厚而往两岸渐。灰嗽擞梅植阕芎头ń谐两导扑。 本文通过建立整体三维有限元模型， 运用 *)3I3 对其进行沉降计算，结构缝运用面面接触模型模拟。 面面接触模型模拟闸坝的结构缝， 可模拟相邻闸坝之间发生的滑移、张开并且不发生嵌入 （与闸坝的工作性态相符合）的情况，也就可以计算出闸坝之间的绝对沉降和不均匀沉降。 迄今为止，这方面的计算应用甚少。9计算分析方法闸坝上部为混凝土结构， 地基为深覆盖层。 上部结构设结构缝，结构缝按面面接触模型模拟；地基采用理想弹塑性本构模型模拟。上部结构的模拟［A!#$］9:9:9面面接触原理为减小闸室底板的拉应力， 闸坝采用分离式结9:9构，闸墩中间及闸室底板设结构缝，结构缝采用面面接触模型模拟。 接触是一种高度的状态非线性行为，接触边界由目标面和接触面组成，有限元模型通过指定的接触单元来识别可能的接触匹对。 接触系统基本方程由平衡方程和接触条件两部分组成。如图 # 所示，设有两弹性体! #和! !，其接触界?"#?水利水电科技进展， !$$"， !" （ #）<%$： $!K!AH"AGHHK5;=)6$： :>F 77? ! %1? ! /,7**3： @@AAB ! 77? ! %1? ! /,