毕业设计_堆石坝应力分析数值模拟GEOstudio
土石坝应力路径数值分析
要： 对糯扎 渡心墙堆石 坝进行 有限元 数值 分析 ， 究 了坝体 内各点应 力路径 。结果 表明 ， 研 无论是 填筑期 ， 还是
蓄水期 ， 坝体 内各点都 为等 应力比的应力路 径。大主应 力与 小主 应力之 比基 本保持 恒定 ， 但填 筑期及 蓄水期 的比 值 大小不 同。可为进一步研究适合 于土石坝应 力变形分析 的本 构模 型提供参 考。 关键词 ： 心墙坝 ； 力路径 ； 应 有限元 ； 本构模型 ； 糯扎 渡水电站 中图分类号 ： ３ １ Ｔｖ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ １ ０ Ｘ ２ ０ ）４ ０ ２ ３ １０ —４ ８ （ ０ ７０ —０ ２ —０
颜正红 ， 俊高 ： 朱 土石坝应力路径数值分析
张 Ｅ—Ｂ模 型 ， 主要 材料 参数见 表 １ 。
填 筑 期 和 蓄 水 期 大 小 主 应 力 增 量 比 △ １△ ／ ３为 Ａ。 整理 这 些点在 填 筑 期 和 蓄水 正 常 运行 期 的大 小 主应 力关 系 ， 出它们 的应 力 路径示 意 图 ， 绘 并绘 出大 小 主应 力增 量 比值 Ａ 等值线 图。
最大坝 剖 面如 图 １ 所示 。
２ ２ 有 限元 网格剖 分及模 型参 数 ．
减少。 即在堆 石填 筑过 程 中 ， 随着 堆石 体 的不断
升高 ， （ １垂直 方 向 ） 加 ， （ 增 ３及 ２ 也随着 ｌ ） 的增
计 算采 用平 面应变 有 限元方 法 。剖面 网格划 分
如 图 ２所示 。计 算采 用 的是河海 大学 岩土 工程研 究
维普资讯
第 ２ 卷第 ４期 ６ ２０ ０ ７年第 ４期
红水河
Ｈｏ ｇ ｈ ｉ ｖ ｒ ｎ Ｓ ｕ Ｒｉ ｅ
Ｖ０． ６。 ． １２ Ｎｏ ４
沥青混凝土面板堆石坝应力变形分析
沥青混凝土面板堆石坝应力变形分析宝泉抽水蓄能电站上水库主坝为沥青商品混凝土面板堆石坝，坝址地质条件复杂。
本文通过对该坝进行二维有限元计算，分析了坝体和面板的应力变形特性，重点是面板反弧段的变形，并提出了改善面板变形相应的工程措施。
1 前言宝泉抽水蓄能电站位于河南省新乡市辉县薄壁镇大王庙以上2.4km的峪河上，总装机容量为1200MW。
电站枢纽由上水库、下水库、输水系统、地下厂房洞室群和地面开关站等建筑物组成。
上水库主坝为沥青商品混凝土面板堆石坝，坝顶高程791.90m，最大坝高94.8m，坝顶长度600.37m，坝顶宽度10.0m。
正常蓄水位为789.60m。
上游沥青商品混凝土面板坡比为1∶1.7，厚20.20cm，面板下部设垫层和过渡层。
坝体主堆石区采用开挖灰岩填筑，次堆石区为库盆开挖石料。
主堆在坝轴线处以1∶0.2的边坡与次堆相接。
坝基设有4.00m厚的排水带。
坝下游坡比为1∶1.5。
库盆采用粘土铺盖全面防渗，典型断面见下图。
根据已经揭示的地质情况看，宝泉上水库主坝坝基覆盖层厚度不一，最深处可达26m，以第四系坡积、冲～洪积物为主。
尤其是坝体左岸覆盖层存在古冲沟和沟间洼地，内部充填洪积、崩积和坡积堆积层，间杂土质透镜体，结构复杂，含泥量较大，变形模量较低，可能对坝体尤其是面板的安全产生不利的影响。
覆盖层全部挖除成本太高，因此考虑将部分覆盖层保留；另外，为优化坝体材料，覆盖层上面的库底填渣采用库岸开挖石料，坝体次堆石采用库盆开挖石料逐层填筑。
本文通过二维有限元计算，模拟坝体的施工过程和蓄水过程，研究堆石体及沥青商品混凝土面板的力学特性，以分析减少覆盖层开挖量和优化坝体分区材料等对坝体尤其是对防渗面板变形的影响，进行安全评价。
2 计算模型及参数2.1 计算模型在本次计算中，沥青商品混凝土面板采用线弹性模型，坝基覆盖层料和各种坝体堆石料均采用邓肯－张E－B非线性弹性模型来描述。
在线弹性模型中，只需两个材料常数即可描述其应力应变关系：弹性模量E和泊松比v。
基于离散元的面板堆石坝数值模拟
文章标题：基于离散元的面板堆石坝数值模拟及工程应用一、引言石坝是水利工程中常见的一种重要结构形式，特别是在山区、丘陵地带，石坝因其具有良好的适应性和环境友好性而得到广泛应用。
在石坝的设计和施工过程中，如何准确评估其稳定性和安全性是非常重要的。
近年来，基于离散元数值模拟方法的应用为石坝工程领域带来了重大突破，尤其是面板堆石坝的数值模拟研究，为石坝设计和施工提供了新的思路和方法。
二、面板堆石坝的特点面板堆石坝是一种由预制混凝土面板和石块构成的新型石坝。
相比传统的重力石坝，面板堆石坝具有结构轻、渗流能力强、施工方便等优点。
然而，由于面板堆石坝结构特殊，传统的有限元数值模拟难以准确评估其力学行为和破坏特征。
三、基于离散元的面板堆石坝数值模拟离散元数值模拟是一种基于颗粒体系动力学理论的数值模拟方法，能够真实地模拟材料的物理性质和结构破坏过程。
在面板堆石坝的数值模拟中，离散元方法可以考虑面板和石块之间的非线性接触和位移关系，真实地模拟面板堆石坝在水压和地震等外载荷作用下的力学响应。
四、面板堆石坝数值模拟的工程应用通过基于离散元的面板堆石坝数值模拟，可以准确评估面板堆石坝在不同工况下的变形和破坏特征，为石坝的设计和施工提供科学依据。
数值模拟还可以指导面板堆石坝的监测和维护工作，提高石坝的安全性和稳定性。
五、个人观点和理解面板堆石坝的数值模拟是石坝工程领域的重要研究方向，其应用将为面板堆石坝的设计、施工和运行管理提供重要的支持。
离散元数值模拟的方法也可以借鉴和推广到其他领域，为水利工程和岩土工程的发展提供新的思路和方法。
六、总结基于离散元的面板堆石坝数值模拟是当前石坝工程领域的研究热点之一。
通过数值模拟，可以全面、深刻地理解面板堆石坝在复杂工况下的力学行为，为工程实践提供重要的技术支持。
希望未来能加强对离散元数值模拟方法的研究和应用，为我国水利工程和岩土工程的发展贡献更多力量。
以上是我基于你提供的主题“基于离散元的面板堆石坝数值模拟”所撰写的文章，在确认无误后，我会按照知识的文章格式进行整理排版。
geostudio 不平衡推力法
geostudio 不平衡推力法
不平衡推力法（Unbalanced Thrust Method）是Geostudio软件中用于模拟土体中不平衡推力引起的应力和位移变化的一种分析方法。
该方法适用于以下情况：
- 土体中存在不平衡的水平或垂直推力，例如在边坡、挖掘、基础等工程中；
- 土体具有非线性行为，如土体塑性或弹塑性行为；
- 土体中含有不同材料层或接触面。
不平衡推力法首先确定土体体积的初始应力状态，并将初始应力作为基础线性弹性分析的初始状态。
然后，引入不平衡推力条件，通过增加或减少施加于土体上的推力来模拟实际的工程条件。
在Geostudio软件中，用户可以使用不平衡推力法来计算土体中的应力和位移变化。
用户可以定义土体的材料属性、边界条件、初始应力状态和推力条件，并进行分析。
软件将基于所提供的输入参数，计算出不同的应力和位移结果。
不平衡推力法在土力学和岩土工程的分析和设计中得到广泛应用，可以帮助工程师评价土体在不平衡推力作用下的稳定性和变形特性。
三峡大坝坝基应力分布规律的二维数值分析
3 三峡大坝应力分布规律的数值分析
最大不平衡力收敛图
监测点水平位移图
监测点最大主应力收敛图
• 注：此处的图1为最大不平衡力随计算步骤的增
加所呈现的变化情况。由图可知，最大不平衡力 收敛至2*105，最大不平衡力收敛，说明大坝重力 与外荷载能够平衡，大坝稳定。 • 图2、图3均为监测点的相应图形。图2为监 测点（45,46）的水平位移随计算步骤的增加所呈 现的变化情况，位移较小，基本趋于0。图3为监 测点（45,46）的最大主应力随计算步骤的增加所 呈现的变化情况，最大主应力收敛，收敛于2.3*106，即为压应力，说明无拉应力存在，而正 好符合于混凝土抗压能力很强，抗拉能力很小的 特性，所以坝内无裂缝产生。
4 主要研究结论 （1）重力坝紧靠坝基附近的坝体应力，特
别是坝基及坝趾部位的应力，对于分析大坝 的稳定与应力至关重要。 （2）对整个大坝而言，最大水平应力为 2*106 Pa，最大剪切应力为1*106 Pa，均发 生在坝趾部位，但均为压应力，恰好符合混 凝土抗压能力很强、抗拉能力很小的特性， 不但有利于大坝稳定，而且充分利用材料特 性。
水平位移图
竖向位移图
• 注: 大坝建成后，在侧向水压力以及所蓄水重力 作用下，大坝坝体及坝基的位移情况如上图的图7 和图8所示。大坝坝基基本无位移，比较稳定。坝 体部分，靠近坝基的底部坝体及 中间高度部分的 坝体位移也趋于0位移，稳定；而仅仅只有坝体顶 部存在微小位移，顶部坝体最大水平位移发生在 侧面边缘处，较小，坝体两侧水平位移基本呈对 称状态，最大竖向位移发生在坝体顶部，也较小。 这种位移情况非常符合实际情况，大坝稳定。
XX-应力图
XY-应力图
YY-应力图
• 注： 图4、图5、图6均为大坝坝体及坝基内部 的应力分布情况。图4为水平应力图，由此图可看 出，坝体基本全处于弹性状态，坝体底部和坝基 上部的水平应力超过了抗张力，但岩体尚未屈服， 坝基下部岩体正处于屈服状态。另外，坝体底部 的坝趾部位容易出现应力集中现象。图5为剪切应 力图，此图反映了容易出现剪切破坏的部位就在 坝趾处，此处周围的岩体应力超过抗张力，少许 部位屈服，在点（60，45）处最容易发生拉裂破 坏。图6为竖向应力图，竖向应力基本上均达到屈 服应力，随着坝基深度的增加，应力也逐渐增加， 但均属压应力。
基于Geostudio土石坝渗流稳定分析
基于Geostudio土石坝渗流稳定分析邹韬;张本权;左恒奕【摘要】土石坝的渗流问题和坝坡稳定问题对大坝安全至关重要,以我国西南某水库的土石坝为例,采用Geostudio软件中的SEEP/W模块和SLOPE/W模块对土石坝进行渗流稳定分析,以期为同类型工程大坝渗流稳定安全评价提供参考.【期刊名称】《水利科技与经济》【年(卷),期】2018(024)010【总页数】6页(P12-17)【关键词】Geostudio;土坝渗流;坝坡稳定【作者】邹韬;张本权;左恒奕【作者单位】三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002;福建省水利水电工程局有限公司,福建泉州 362000;贵州省水投水务集团有限公司,贵阳 550002【正文语种】中文【中图分类】TV2221 概述土石坝工程有施工简便、料源丰富、地质条件要求低、造价便宜等诸多优势，因此成建数量极多，约占建坝总数的95%以上，是水利水电工程中极为重要的一种坝型。
由于土石坝施工工艺特点，其渗流问题和坝坡稳定问题是影响大坝安全的关键所在[1]。
当渗流流速或渗透比降高于某固定限值时，可能发生坝体或坝基岩土体变形。
目前，土坝渗流分析及坝坡稳定分析大多采用有限元方法[2]。
本文以我国西南某水库为例，用 Geostudio 对大坝进行有限元渗流稳定分析，以期为同类型工程的渗流稳定计算提供参考。
2 工程概况该水库位于澜沧江中下游河段，属于大型水库，大坝为心墙堆石坝，正常蓄水位812.00 m，设计洪水位(P=0.1%)810.90 m，校核洪水位(P=0.02%)817.99 m。
大坝最大坝高261.5 m，坝顶高程821.50 m，坝顶宽18 m，上游坝坡坡度1∶1.9，下游坝坡坡度1∶1.8。
3 计算原理3.1 SEEP/W 模块SEEP/W模块是GeoStudio软件的模块之一，SEEP/W 软件适用于分析岩土体地下水渗流和超孔隙水压力消散问题。
它可以便捷分析各种工况的饱和渗流、非饱和渗流、稳态渗流、瞬态渗流等，可以定义渗流的各项异性，通过瞬态分析，可以得出不同时刻不同点的孔隙水压力分布状况，其结果可以被用于SLOPE/W研究边坡、路堤稳定性随时间变化关系。
面板堆石坝面板力学模型及应力分析
面板 堆 石 坝面 板 力学模 型 及 应 力分 析
余 小 孔 ， 正 中， 铨 鸿 王 刘
（ 北 农 林 科 技 大 学 水 利 与建 筑工 程 学 院 ， 西 杨 凌 ７ ２ ０ ） 西 陕 １１０
摘 要 ： 板 堆 石 坝 面板 裂缝 问题 一直 是 制 约 其 发 展 的 一 个 关键 技 术 问题 。相 对 于竣 工期 混 凝 土 干 缩 和 温 度 应 面
第１ ７期
题 ， 许多 面板堆石 坝 在 施工 期 和 蓄水 期 或 多或 少 地 如 出现 了面板 开裂 现 象 。过 去 ２ ０ ａ来 面 板裂 缝 和 压 损
的对面板 的剪切 挤 压力 、 面板 自重 等是 造 成 面板 后 期 呈规 律性 开裂 的主 要 因 素 。所 以 ， 相对 于 竣 工期 混 凝 土干缩 和温度 应力 造成 的早 期 细小 裂 缝 而 言 ， 蓄水 期
在 几 座 高 坝 中 都 有 过 报 道 。 如 中 国 天 生 桥 一 级
（７ ， １ ８ｍ） 蓄水 ３ａ后 ，０ ３年 ７月 ， 面 板 中部 Ｌ ２０ 在 ３和
Ｌ 间 出 现 垂 直 缝 。 巴 西 肯 柏 诺 沃 面 板 坝 （ ０ ， ４ ２ ２ｍ） 在
坝 体结构 受力 变形是 造成 面板裂 缝 的控制 因素 。
模型 ， 力学 角度根 治面 板裂缝 问题 ， 从 具有 重要 的现实
意义 。张 国新 推导 了面板 收缩后 受堆 石体及 侧面 先浇 块约束 时沿 断面拉 应力 分 布 的解 析 解 ， 出最 大 拉 应 求 力断面 位 置 及 应 力 值 与 底 面 及 侧 面 约束 的 关 系 。
定 程度 的 闭合 ， 同时 坝体 结 构 受力 变 形 引起 面板 的
面板堆石坝面板钢筋应力监测指标
面板堆石坝面板钢筋应力监测指标下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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深厚覆盖层上超硬岩快速填筑面板堆石坝三维应力变形有限元数值模拟
深厚覆盖层上超硬岩快速填筑面板堆石坝三维应力变形有限元数值模拟吴江江;王胜利;张永华;吕涛【摘要】结合建在深厚覆盖层上的苗家坝水电站面板堆石坝施工中遇到的实际问题——大坝填筑料硬度很大而且工期紧,填筑工程量大,填筑工序复杂.通过对大型非线性有限元通用软件ADINA的改进和开发,建立了面板堆石坝的三维数值模型,对大坝快速填筑坝的全过程进行数值模拟,计算分析此面板堆石坝填筑到各个时期的位移和变形、大小主应力的变化以及填筑完成蓄水以后坝体沉降和应力的变化趋势等.文章研究成果对在深厚覆盖层地基上利用超硬岩堆石料进行快速筑坝具有一定的实用价值,对类似的工程也有比较大的参考价值,部分研究成果已在该工程的设计和施工中得到应用.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2016(032)001【总页数】5页(P107-111)【关键词】面板堆石坝;深厚覆盖层;超硬岩;快速筑坝;ADINA【作者】吴江江;王胜利;张永华;吕涛【作者单位】中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司,陕西西安 710054;中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司,陕西西安 710054;中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司,陕西西安 710054;中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司,陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TV641KEY W0RDS：CFRD；deeP overburden foundation；suPer hard rock；fi11ing dam raPid1y；ADINA随着我国水利水电事业的发展，水工建筑物规模不断扩大，对相应的技术要求也随之不断提高。
例如在地质条件差且复杂的深厚覆盖层地基上建坝，渗漏、渗透稳定、沉陷、不均匀沉陷及砂土液化等问题均较突出，对深厚覆盖层的基础处理、防渗技术提出了新挑战；随着高坝的兴建，优化结构布置与料区分布，缩短设计周期，降低工程造价也非常重要[1-2]。
GeoStudio参数问题解析
slope/w模块的参数问题
吸力 非饱和土的强度是由с、φ和基质吸力贡 献的。默认的情况下是不考虑的，如果考虑基 质吸力的时候，应输入φb或通过输入土-水特征
slope/w模块的参数问题
曲线。在做一个长期的边坡分析时，这里的吸 力最好不要考虑。因为我国大多数的工程的防 水做的不是太好，有的就没有做防水，如果有 降雨渗进的话，土体的抗剪强度会很快的降低。 但在做短期的边坡稳定性分析时，一定要用的。 比如说降雨引起的边坡稳定性分析，如果不用 对结果将有很大的影响。
slope/w模块的参数问题
孔隙水问题 在边坡稳定性分析中孔隙水压力是 很重要的，在slope/w模块中有多种方法确定 空隙水压力条件。如果地下水位比较明确的时 候，我们可以直接定义水位线，可以是一条也 可以是多条。
slope/w模块的参数问题
其他方法：Ru系数、B-bar系数、空间函数的 空隙水压头、有限元计算压力。 有限元计算压力 GeoStudio中slope/w能够与 可用的有限元产品高度的结合。这使得该程序 在进行稳定性分析时可以用有限元计算空隙水 压力，主要用的是seep/w中的稳态分析和瞬态 分析的任意时步分析，sigma/w中的施加荷载 引起的超空压分析和固结分析。在进行降雨分 析时，用seep可以很好的模拟降雨入渗过程。 并且，用seep计算出来的渗流结果可以很好耦 合到slope和sigma中。
seep/w模块稳态分析的参数问题
边界条件 边界条件包括流量边 界条件和水头边界条 件，他们之间的关系 如下：
seep/w模块稳态分析的参数问题
seep/w模块稳态分析的参数问题
seep/w模块瞬态分析的参数问题
瞬态是一个变化过程。变化时因为它考虑土体 需要多长时间才能和我们给出的边界条件相适 应。在大坝蓄水的工况中用的较多，也用在边 坡的降雨渗流分析。 在瞬态分析中，我们必须提供一个初始条件， 以及当前或者以后的边界条件。不合实际的初 始条件将导致不合实际的解答，有可能是难以 理解的结果，尤其是在瞬态分析的早期阶段。
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坝体应力变形分析
模型建立和参数取值
应力变形模型是在渗透模型的基础上做了部分修改。地基本为无限边界，为
了避免地基范围过小，而影响计算结果的准确性，将地基沿深度方向延伸了45m，
上下游方向延伸45m。对部分尖锐三角形网格，通过绘制自由点调整集合形状等
方式进行修正。为模拟分层填筑过程将，坝体分为9层，层高约为3m。网格边
长为3m，结点1452个，单元1391个。
土的刚度E一般是围压或者上覆土层应力的函数，邓肯—张模型建议用式
（5-1）描述它们之间的关系。
（5-1）
式中iE为围压3的初始切线模量；LK为加载模量数；ap为大气压（作为
标准化的参数使用）；3为围压；n为定义围压对初始模量的影响指数。
切线模量Et是偏应力（13）和围压3的函数，关系式为（5-2）
（5-2）
Et为切线模量；为土的内摩擦角；c为土的粘聚力；fR为双曲线的渐近线
和最大剪切应力的比值，通常在0.75和1之间；1为最大主应力；3为最小主
应力。
各种材料的部分参数取值为表5-3、表5-4、表5-5：
表5-3 材料部分参数取值
参数 坝壳 过渡区 沥青混凝土 灰岩岩基 泥岩岩基
容重 19kN/m³ 21.5 kN/m³ 24 kN/m³ 23 kN/m³ 23 kN/m³
模型 弹塑性 弹塑性 双曲线 线弹性 线弹性
泊松比 0.31 0.35 0.46 0.24 0.305
弹性模量 Ei方程 80MPa Ei方程 23224MPa 2205MPa
表5-4 坝壳料Ei方程
Ei（kPa） 26084 36958 48424 63979 75541 85045 93233 100493
σ1（kPa） 20 50 100 200 300 400 500 600
表5-5沥青混凝土Ei方程
Ei（kPa） 20 50 100 200 300 400 500 600 700
σ1（kPa） 51402 66465 80736 98093 109943 119218 126955 133651 139591
边界条件设定，岩基两侧设定位移控制，水平向位移为0；岩基底部是位移
3
()niLaaEKpp
2
133()(1sin)12(cos)2sinf
ii
REEc
控制边界，竖向位移为0；上下游设置静水压力边界条件，上下游坝壳材料透水
性相当强，在坝坡面的水压力是内外平衡的，而岩基的透水性相对于坝壳相当小，
考虑这种实际受荷情况，将静水压力荷载施加在基岩、心墙上。而不是坝坡面上，
这样的模型能够更为贴近真实情况。
有限元计算成果分析
在施工期，填筑完毕时的水平位移等值线分布图（图5-3），上下游变形较为
图5-3施工结束坝体水平位移等值线分布图
对称，上游变形方向沿横坐标负方向，下游位移方向沿着横坐标正方向。在心墙
竖直面上，大约在1/3处位移量最大。与工程经验较为吻合。最大位水平向移量
约为0.025m。
施工期，坝体竖直向位移等值线分布（图5-4），垂向位移关于心墙有对称性。
在中心位置的垂向位移量相对上下部位和两侧坝体较大，地基一定范围内有微小
的变形，离坝基较远处竖向位移量为0。这从侧面反映在模型建立时，坝基的范
围足够大，没有因为区域较小而影响有限元计算的准确性。坝体上部分，心墙竖
向位移较同等高程的坝壳更大，这是由于其刚度较小的缘故，计算结果较为合理，
位移等值线较为光滑，不均均匀沉降问题不是很突出。坝体中下部分心墙和坝壳
竖向位移很接近，沉降较为均匀。竖向位移最大为0.1039m，即为施工期的沉降
量，约为坝体高程的0.3%。
图5-4施工结束坝体竖向位移等值线分布图
图5-5 施工结束坝体竖向总应力等值线分布图
施工结束竖向总应力等值线分布（图5-5），沿竖直方向从上到下，竖向总应
力不断递增，施工期的竖向总应力主要是自重应力引起，忽略了施工荷载，这样
的整体应力分布情况与实际相一致。竖向总应力等值线在地基区域较为光滑平顺，
在心墙、过渡料、坝壳料接触处有一定的波动，但是总体来说应力过渡还是较为
平顺的。拱效应并不明显，过渡料有效的起到了协调心墙和坝壳材料变形的作用，
一定程度上减小了应力差异可能导致的裂缝产生的可能。
施工结束后的第三主应力等值线分布（图5-6）在-271kPa到616kPa范围变
动，其中出现拉应力的部位主要有以下一些部位，坝趾和坝踵浅层以及坝基小范
围内有拉应力的存在。可以考虑在上下游增设压重。沥青混凝土心墙没有拉应力
的出现。心墙仅有50cm的厚度，心墙抗裂的关键问题就是避免拉应力的出现。
在施工期计算中心墙没有受拉的应力状态。
图5-6 施工结束坝体最小主应力等值线分布图
正常蓄水位工况的应力变形分析，是在施工期模型的基础上，添加上浸润线，
施加水荷载。浸润线的添加，计算式可以区分浮容重和天然容重，水荷载施加在
较坝壳料更为不透水的岩基和心墙上，而不是坝面上。坝壳的透水性较好，坝面
上的水压力处于平衡状态。
蓄水到正常水位后坝体水平位移等值线分布图（5-7），由于蓄水的影响，上、
下游坝壳的变位对称性被打破，同等高程上游的水平位移数值上较下游小。以最
大位移为例-0.025m，下游为0.02m。上游蓄水后，水的浸润作用，土体的容重
由天然容重转化为浮容重，而下游浸润线以上坝壳料都处在天然湿度状态，因而
有更大的变形量。最大变形量集中在1/3坝高处，靠近坝基和接近坝顶处的水平
位移是微量的。
5-7 蓄水至正常水位后坝体水平位移等值线分布图
蓄水到正常水位后，坝体竖向位移等值线分布图（5-8），基本规律和施工结
束时的竖向位移等值线分布特征一致。坝体上部分，心墙竖向位移较同等高程的
坝壳更大，这是由于其刚度较小的缘故，计算结果较为合理，位移等值线较为光
滑，不均均匀沉降问题不是很突出。坝体中下部分心墙和坝壳竖向位移很接近，
沉降较为均匀。竖向位移最大为0.1038m，即为蓄水至正常水位后的沉降量，约
为坝体高程的0.3%。
图5-8蓄水至正常水位后坝体竖向位移等值线分布图
蓄水到正常水位后，坝体的竖向总应力等值线图（5-9），应力分布基本规律
与施工结束的应力分布规律相似。沿竖直方向从上到下，竖向总应力不断递增，
竖向总应力等值线在地基区域较为光滑平顺，在心墙、过渡料、坝壳料接触处有
一定的波动，但是总体来说应力过渡较为平顺的。拱效应并不明显，过渡料有效
的起到了协调心墙和坝壳材料变形的作用，一定程度上减小了应力差异可能导致
的裂缝产生的可能。
图5-9正常蓄水后坝体竖向总应力等值线分布图
蓄水到正常蓄水位后的第三主应力等值线分布（图5-10）在-162.9kPa到
624.5kPa范围变动，其中出现拉应力的部位较施工期有所变化，坝趾浅层以及坝
基小范围内有拉应力的存在，坝踵处的拉应力在水荷载作用下没有了。沥青混凝
图5-10正常蓄水后坝体第三主应力等值线分布图
土心墙及过渡料附近依然没有拉应力的出现。蓄水到正常水位后的应力状态满足
心墙抗拉要求，没有发生拉裂的风险。
通过对施工期和蓄水至正常水位两种工况的应力变形分析，对于变形，坝体
的沉降量为10cm左右，能够满足规范要求。坝体的不均匀沉降问题，坝基是较
为均质的基岩且压缩模量较大，不均匀沉降的问题不考虑。坝体心墙和过渡料以
及坝壳的刚度差异导致的沉降变形量的差异，不足以导致严重的不均匀沉降或者
变形拉裂问题。坝体的应力分析，施工期竖向总应力等值线较为光滑，心墙拱效
应并不严重，应力过渡平顺。施工期第三主应力分析，出现拉应力的地区主要三
处，坝趾和坝踵所在浅层地基以及坝轴线所在位置浅层基岩，在心墙处未出现拉
应力，该种应力状态对心墙而言是安全的。蓄水至正常水位情况，相应的变形和
应力同样满足安全性的要求。