考虑非饱和渗流的谷幅变形对高拱坝影响分析

来源：水利水运工程学报杂志 2021年第4期北京时间：

作者：辛长虹,赵引

摘要：蓄水初期谷幅变形对拱坝当前工作性态和长期安全状况的影响是坝工界和学术界面临的新课题。针对我国锦屏一级拱坝蓄水期间出现的谷幅收缩问题，基于非饱和渗流分析理论，采用非线性有限元数值分析方法，通过对裂隙岩体吸湿曲线进行敏感性分析，研究了非饱和渗流过程中的谷幅变形规律，并分析了谷幅变形对大坝位移和应力的影响。结果表明：在非饱和渗流场作用下，两岸边坡向河谷中心变形，且上游比下游的谷幅变形值大。随着水位的升高，谷幅变形值不断增大，当渗流场达到饱和时谷幅收缩值最大。在非饱和渗流过程中坝体位移和应力的分布规律基本保持不变，但随水位的升高坝体最大顺河向位移和最大主压应力略有减小，最大主拉应力略有增加。谷幅收缩对坝体产生挤压作用，导致坝体最大顺河向位移减小，最大主拉应力由坝踵向坝肩上游侧转移，下游面高压应力区向拱冠梁中部扩展，且饱和渗流场对拱坝位移和应力的影响比非饱和渗流场明显，但渗流场作用的谷幅变形对坝体位移和应力的改变有限，不会影响坝体的整体稳定性。

关键词：非饱和渗流, 吸湿曲线, 谷幅变形, 特高拱坝