白鹤滩拱坝玄武岩柱状节理松弛影响深度分析

本文主要探讨了坝基玄武岩柱状节理在白鹤滩水电站建设中的关键作用，以及其松弛弱化可能带来的影响。白鹤滩水电站位于玄武岩丰富的地区，柱状节理的发育对于坝基稳定性至关重要。建基面的开挖作业可能导致这些节理发生松弛，即原有的结构完整性减弱，同时伴随变形模量（弹性模量）的下降，这些变化会直接影响到坝体的动态行为。 作者利用三维非线性有限元数值模拟方法，针对不同的柱状节理松弛厚度和变形模量变化，进行了细致的计算分析。研究发现，柱状节理的卸荷松弛对坝体产生了显著影响：首先，顺河向位移的最大值会增大，向右岸的横河向位移也会相应增加，而向左岸的横河向位移则有所减小。其次，这种松弛会导致坝体内的应力分布发生变化，最大主拉应力和最大主压应力均呈现上升趋势，梁向的拉应力和压应力同样有所增大，而拱向的拉应力增加，压应力则减少。 此外，当柱状节理的变形模量劣化时，拱端区域的位移特性更加明显，横河向位移增加，而拱端处的顺河向位移在上游部分增加，下游部分则有所减少。这表明，模量的降低不仅影响了位移，还直接影响到了应力的大小和分布。 研究进一步揭示，柱状节理松弛层厚度的增加虽然对坝体的位移和应力变化影响较小，但并非完全无影响，它被认定为一个相对不敏感的因素，意味着适度控制松弛层的发育和处理是确保坝体安全的关键。 这项研究提供了关于玄武岩柱状节理松弛对白鹤滩拱坝工程性能影响的重要参考，对于水电站的设计、施工管理和后期维护具有重要的实际意义，有助于提高坝基稳定性和安全性。