碾压混凝土重力坝层面破坏研究与建基面稳定性探讨

碾压混凝土重力坝是一种特殊的混凝土结构形式，它在施工过程中通过大仓面连续薄层碾压而成，这与传统的混凝土坝有显著的区别。该研究关注的核心问题是碾压混凝土重力坝的破坏机理，特别是其层面的稳定性。 首先，关于建基面的稳定分析，设计者通常假设建基面为软弱面，利用现场试验或实验室测试的f′、c′值来进行稳定性校核。然而，实际的建基面往往是凹凸不平的，且并不具备理想的平面或斜面特性。比如，实地考察显示，大型水电工程的坝基高差可达数米，局部爆破处理后的凹凸程度通常超过50cm，这意味着原位抗剪切试验的参数可能不能准确反映整个建基面的情况。尽管设置了齿槽以增加防渗和冲刷性能，但这并不能改变建基面的复杂性，也不应作为稳定性控制断面。 其次，结构模型试验是研究破坏机理的重要手段。以龙滩水电站为例，其初期坝高达192米，采用C20碾压混凝土，溢流坝段宽168.156米，坝基为砂岩。通过1:100的模型试验，研究人员模拟了不同条件下的裂缝开展情况。模型中，地基采用C35混凝土模拟，以增强承载能力，并限制地基深度以引发类似真实工况下的层面滑动。通过这些试验，研究人员能够深入理解碾压混凝土层面的应力分布和破裂模式，这对于设计和预防坝体破坏具有重要的指导意义。 总结来说，碾压混凝土重力坝的破坏机理研究强调了对建基面真实特性的理解，以及结构模型试验在揭示层面破坏行为中的关键作用。在设计过程中，需要充分考虑建基面的复杂性，采用非线性有限元法和仿真模型试验相结合的方法，以确保坝体的安全性。这一研究不仅有助于提升碾压混凝土重力坝的设计水平，也为类似工程提供了宝贵的经验和理论支持。