小議法克混凝土的研究運用論文

1.變形分析

根據受力狀態分析，表明法克混凝槍在竣工和蓄水工況所受彎矩不同，導致牆體水平位移存在差異。計算得到的水平位移分佈見圖8。竣工時，法克混凝槍承受背後主動土壓力，使混凝土壩段有向上遊傾斜的趨勢;蓄水後，水壓力使混凝土壩段有向下遊傾斜的趨勢。水平位移的最大值出現在蓄水期兩支墩中間的壩頂，大約爲37mm，佔壩高的0.06%。另外，在壩高30m以下部分，由於支墩對法克混凝槍的作用，使水平位移變化不大;在壩高30m以上部分，水平位移明顯增加。由於法克混凝槍的剛度很大，加之支墩的限制，所以水平位移沿着牆軸線幾乎沒有變化。支墩計算得到支墩在竣工期和蓄水期的水平位移分佈。分析支墩在不同工況下的位移分佈可以看出:不同工況下位移比較接近，隨着壩體高程增加，位移非線性增大，增大的速率也越來越大。由於支墩在連接處的位移與法克混凝槍協調，所以支墩整體在竣工期有向上遊位移、蓄水期向下遊位移的狀況，最大位移不超過1cm。堆石體計算得到混合壩堆石體在竣工期的水平位移分佈見圖10。該心牆堆石壩竣工期的水平位移分佈見圖11。竣工期，堆石主要受到自身重力作用，因爲法克混凝槍的水平位移很小，可將堆石體近似看作是心牆堆石壩的下游堆石，其水平位移分佈與心牆堆石壩很接近。水平位移最大值出現在下游中部壩坡處，爲11cm。同樣地，混合壩中堆石和心牆堆石壩最大豎向位移皆出現在堆石中間位置，最大值爲21cm左右。由應力分析可知，蓄水對法克混凝槍后土壓力的分佈影響不大，水壓力主要由支墩承擔，所以蓄水後混合壩下游的堆石水平位移分佈與基本一致。同樣，蓄水對混合壩的沉降變化影響不明顯，僅增加了3cm左右。而蓄水對心牆堆石壩影響很大，因爲心牆堆石壩的上游堆石必須考慮到水的浮力、溼化等影響。此外，對於心牆堆石壩，由於心牆和周圍堆石的模量相差較大，因此容易產生拱效應，進而導致心牆劈裂，破壞防滲體系，產生嚴重後果。混合壩則不存在類似的情況。

2.經濟環保分析

靜力分析表明，混合壩在靜力計算方面能取得比堆石壩好的結果，是安全可靠的。經濟性方面，心牆堆石壩和混合壩比較的前提條件是基本相同的，即壩址、壩基開挖工程量、施工導流標準、安全檢測設備採購及安裝工程量等。顯示的是心牆堆石壩和混合壩的複合斷面(地平面以上部分)。虛線表示混合壩比心牆堆石壩減少的部分。易看出，混合壩使用薄型法克混凝槍體來代替心牆堆石壩的上游堆石，從而大幅度縮小了壩體的斷面。進一步計算表明，與心牆堆石壩相比，對於單位長度的壩體，新型混凝土-堆石混合壩的混凝土用量增加了420m3，但是土方量卻減少了56%。如果考慮到其他因素，比如施工速度、對環境的影響，混合壩的經濟前景將更加顯著。與心牆堆石壩相比，雖然單位體積混凝土的單價高於填土或堆石的.單價，但採用混合壩可以大幅度縮小壩的橫剖面，從而減少壩體總的土方量。環保性方面，由圖12可知，混合壩的堆石用量僅佔堆石壩的44%左右，這就意味着可以減少開山採石，能夠降低危害的發生。此外，如果單純採用混凝土壩型，將消耗大量的混凝土材料，不但增加運輸成本，而且使用大量的水泥增加碳排放。

3.結語

與該心牆堆石壩計算結果比較，混合壩受力結構形式合理，法克混凝槍和支墩所受最大拉應力和壓應力都在合理範圍內，與心牆堆石壩相比，混合壩堆石的應力水平和位移明顯減小，並且蓄水後其下游堆石應力水平和位移影響顯著小於心牆堆石壩。混合壩的單位長度經濟性好於心牆堆石壩，經濟性很明顯。混合壩堆石用量僅佔心牆堆石壩的44%左右，可以減少開山採石對自然環境的破壞。總之，該新壩型吸取了混凝土壩和心牆壩兩種壩型的優點，克服了它們各自的缺點，結構簡單，施工方便，降低了造價，是一種較爲經濟實用的壩型。但混合壩作爲一種新型壩體，其溫度應力、滲流穩定性和壩基適用條件等還需進一步開展研究。