不同本构模型对墙体位移和应力的影响-计算结果

通过以上不同方案应用各种本构模型计算各种不同方案下墙体的位移、应力及堰体的应力和位移得到以下结果：

（1）不同的本构模型对墙体水平位移的影响。以E—B（μ≥0.1）模型计算的墙体位移最大，E—μ模型最小，从E—B（μ≥0.1）与E—B（μ≥0.25）的模型比较中可知，E—B模型的μ值较小，而μ值对墙体位移以及堰体位移和墙体应力都有较显著的影响，通过比较发现，E—μ模型计算的μ值一般大于E—B模型计算的μ值，一般E—B模型的μ值偏小，因此，计算结果中，E—B（μ≥0.1）模型偏大，E—μ模型、DS—E—μ模型和E—B（μu=0.333）模型及几个弹塑性模型的结果较为接近一些。说明不同的模型对计算结果是有影响的，而E—B模型中出现μ值过小，如μ＜0.2，对砂土似乎偏小，因此，对本工程，以E—μ模型和弹塑性模型较为合适。

（2）不同的本构模型对墙体应力水平的影响。墙体破坏单元数以几个弹塑性模型最少，墙体危险单元的应力水平也较其他模型低，其他单位的结果也显示了这一特性，这主要是弹塑性模型在一定程度上可考虑剪应力对体变的影响，说明弹塑性模型的计算还是很有意义的。

（3）堰体材料的敏感性。对低双塑性墙方案，用可靠度分析方法分析了40m高程以下抛填风化砂参数变化对墙体应力水平的影响，结果表明其敏感性不大。

（4）不同墙体方案水平位移和应力水平的比较。低双塑性墙、低双刚性墙和高双刚性墙方案中，以低双刚性墙墙体位移最小，高双刚性墙方案墙体位移最大，低双塑性墙方案居中，破坏单元数则以低双塑性墙方案最少，这主要是低弹模和材料非线性的作用，故从应力水平的角度，以低双塑性墙方案较优。

（5）墙间水位变动的影响。对双墙方案，以墙间水位由40.0m上升至58.3m对墙体水平位移和应力影响较大，尤其是对下游墙的应力和水平位移都有较明显的增大，而水位由40.0m下降至31.6m时，影响甚微，主要是水位上升时，两墙的共同作用是相互减弱的，而水位下降时则是相互加强的。

（6）墙体施工顺序的影响。墙体的应力和水平位移都是先施工的墙体大，后施工的墙体小。

（7）沉渣及强风化岩弹模的影响。沉渣弹模的大小对刚性墙底端的应力有明显的影响，沉渣的弹模低，相应墙端的应力也小一些；墙体两侧强风化岩考虑防渗墙施工成槽的破碎作用而致使局部弹模降低时，刚性墙底端的最大应力也有明显的降低，但对塑性墙的影响则很小，主要原因是塑性墙材料刚度相对较软一些。(www.xing528.com)

（8）刚性墙混凝土各向异性的结果。对于刚性墙的计算，考虑墙体单元拉裂后弹模在垂直裂缝方向的降低并采用各向异性的墙体材料本构模型来计是较合理的，对低双刚性墙方案，可使墙体单元的最大应力降低较多，破坏单元数也较显著的减少，而墙体水平位移则相应增大，因此，用各向异性本构模型模拟混凝土开裂后墙体应力和位移的计算更符合实际一些。

（9）不同墙厚的比较。对低双塑性墙方案，比较了墙厚为0.8m，1.0m，1.2m的墙体水平位移及应力水平，0.8m厚墙的位移增大，高应力水平区的应力水平也高一些，而墙厚为1.0m和1.2m的则差别很小，故以墙厚为1.0m的方案较好。

（10）堰体的应力水平。各种模型计算的堰体高应力水平区域位置基本一致，主要是在上游墙的上游侧及上、下游坡面和子堤，破坏单元较少，堰体是稳定的。

（11）墙体方案的选择。综合以上的计算分析，按目前提供的塑性混凝土力学性能，采用低双塑性墙方案在墙体应力上比刚性墙要好一些，且其又是非线性材料，对变形的适应能力较刚性墙要好，墙厚采用1.0m，墙体底部应力及堰体稳定是安全的。因此，对方案中“高、低；单、双；刚、塑；厚、薄；先、后”的选择，可采用低、双、塑，墙厚1.0m，先施工上游墙，后施工下游墙的方案。

（12）墙体的实际受力条件比目前计算的结果相应还应安全一些，原因是有一些有利条件：如河床横向变化的空间性，水泥浆对墙体两侧大孔隙的风化砂及砂卵石的密实作用等。

（13）施工过程中，要注意下游墙成孔时防止塌孔，避免影响上游墙的受力，建议采用分段跳槽施工墙体，以减少下游墙施工对上游墙的影响。