云南省某土石坝采用塑性混凝土心墙作为坝体防渗结构,该坝坝址处覆盖层较厚,且左右岸的覆盖层厚度分布不均匀.在该覆盖层较厚的软弱地基上筑坝,心墙易产生不均匀变形,严重时会导致墙体产生裂缝,降低坝体防渗效果.基于此,本文采用三维非线性有限元法计算分析了坝体和心墙在竣工期和运行期的应力变形特性,并研究了不同覆盖层厚度对其应力变形的影响.计算结果表明:在深厚覆盖层上筑坝会导致坝体沉降量偏大,约占坝高的1.37％,且坝体与心墙会产生明显不均匀变形;在竣工期和运行期,坝体和心墙内基本处于受压状态,局部存在拉应力区,但拉应力较小,小于土体和塑性混凝土的抗拉强度;覆盖层越厚,坝体和心墙的变形越大,但覆盖层厚度对坝体和心墙的应力影响不大;经验证,该坝心墙发生挠曲破坏、拉剪破坏和水力劈裂的可能性较小,防渗系统具有足够的安全性.据此,建议设计与施工时,可以考虑对坝基覆盖层进行固结灌浆,以减小坝体和心墙的沉降以及不均匀变形.
土石坝 塑性混凝土心墙 覆盖层厚度 应力变形