第25卷第8期岩石力学与工程学报Vol.25No.82006年8月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringAug.，2006修建在砂砾岩地基上的拱坝应力分析胡昱，刘光廷，李鹏辉(清华大学水利水电工程系，北京100084)摘要：在砂砾岩基础上修建拱坝，坝体的垂直方向和顺河向变形是否过大，是关系到拱坝安全甚至能否修建的重要因素。砂砾岩受力变形有两个特点：一是在较低应力条件下，仍有较大的不可恢复变形；二是不同应力条件下，岩石的切线变形模量不同。通过分析现场原位变形试验，构造出能够反应出砂砾岩受力变形特点的非线性本构模型，并应用到实际工程中，分析其对坝体变形、应力的影响，可为工程规划和设计提供一定的参考依据。关键词：水利工程；砂砾岩；拱坝；非线性本构方程；原位试验：TV223；TV644文献标识码：A：1000–6915(2006)08–1569–06STRESSANALYSISOFARCHDAMBUILTONSANDYGRAVELFOUNDATIONHUYu，LIUGuangting，LIPenghui(DepartmentofHydraulicandHydropowerEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：AsfortheWuyiHydraulicProjectontheDinaRiverinXinjiangUygurAutonomousRegionofChina，thestudyshowsthatanarchdamwillhavealargereconomicaladvantageoveranearthdamforthespillway；anddrainholescanbeemergedintothedambody.Nomoreseparateconstructionssuchasfloodway，whichisanecessarypartforearthdams，arerequired.However，anotherkeyissueappearsinthedeterminationofthepossibilityforbuildinganarchdamonsandygravel：thedeformationofthedaminbothverticalandhorizontaldirections；andthecorrespondingstressdistributioninthesomesituationscanexertagreatthreattothearchdamsafety.Thestress-displacementrelationofsandygravelhasthetwofeaturesasfollows：(1)theirrecoverabledeformationcannotbeignoredeveninlowerstressstatus；and(2)thetangentdeformationmodulusisvariedunderthedifferentstressconditions.Somein-situtestshavebeencarriedoutintheaditsatdifferentelevationsofthedamsite；andanonlinearconstitutivemodelisderivedanalyzingtheeffectofstressonrockdeformationmoduli.Thismodeliscapableofsimulatingthestress-deformationrelation；anditcanbeappliedtotheassistantintheprojectlayoutanddesignbyconsideringthestressanddeformationinthedambody.Asanexample，thisnonlinearmodeliscomparedwiththelinear-elasticmodelinlowstressstatus，whichiscorrespondingtolowmountainsatbothendsofthedam.Itisfoundoutthat，byusingthenonlinearmodel，thedeformationsreducebothinverticaldirectionandalongriverdirection.However，littlechangeisfoundinthestressalongthedamaxialdirection.Inthiscase，certainmeasurescanbetakentoimprovetheproblem：enlargingthedambottomlocally，mountingconcretepiersatbothsidesofthedownstreamdamabutment，andsettingupartificialshortjointsandsoon.Keywords：hydraulicengineering；sandygravel；archdam；nonlinearconstitutiveequation；in-situtesting收稿日期：2005–04–19；修回日期：2005–10–11“基金项目：清华大学985”科研基金项目作者简介：胡昱(1976–)，男，博士，2003年于清华大学水利水电工程系水工结构专业获博士学位，现任讲师，主要从事岩石、混凝土材料试验和大坝仿真计算等方面的教学与研究工作。E-mail：huyu93@tsinghua.org•1570•岩石力学与工程学报2006年1引言“”在新疆五一工程拱坝方案与土坝方案比较中，由于将溢洪道、泄水孔等都合并在坝体上，从而拱坝方案比土坝方案有较大的经济优势。但在砂砾岩基础上修建拱坝，坝体的垂直方向和顺河向变形是否过大，是关系到拱坝安全甚至能否修建的重要因素[1～4]。砂砾岩受力变形有两个特点：一是在较低应力条件下，仍有较大的不可恢复变形；二是不同应力条件下，岩石的切线变形模量不同[5～9]。本文通过分析现场原位变形试验，研究应力对岩体变形模量的影响。构造出拟合公式，能够反应...