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覆盖层软基上建面板堆石坝成套技术研究 　　主要完成单位：南京水利科学研究院、梅溪水库工程建设指挥部。 　　主要完成者：沈珠江、杨代泉、李国英、徐惠明等。 　　成果水平及获奖情况：国际先进； 　　成果转化及推广应用情况： 　　研究成果已成功运用于梅溪水库面板坝建设，同时在梁辉水库面板坝工程建设中得到了推广应用。 成果摘要：该项研究从理论分析、模型试验结合工程应用，对深厚覆盖层上筑混凝土面板堆石坝关键技术进行了较为全面和系统的研究，为深厚覆盖层上建造面板坝的设计和施工提供了科学的依据，使覆盖层上建面板坝技术达到了一个新的水平，对我国水利水电工程建设将起到巨大的促进作用。该项研究包括下列三个方面：坝体及防渗体系的应力和变形规律研究；坝体防渗体系细部结构型式优选研究和坝体及其防渗体的原则观测和观测资料反馈分析。实现的技术指标主要包括：(1)深入分析了梅溪水库面板堆石坝在复杂河谷条件下三维应力变形性状，特别是防渗墙、趾板和面板的应力变形特性；(2)研究了防渗体系不利的应力变形条件，以及相应的改善措施；(3)通过大量有限元分析揭示了覆盖层上面板坝坝体及其防渗体系应力变形特性的??般规律；(4)采用物理离心模型试验研究了防渗系统的应力变形特性，确定厂合理的趾板长度，并验证厂用于应力变形分析的数学模型；(5)采用结构模型试验，研究出不同止水构件和止水型式同时达到接缝止水效果和抗变形的能力，提出了适应梅溪水库面板坝的合理接缝止水设计型式；(6)采用优化设计理沦研究了梅溪水库面板坝的合理断面结构型式，提出了经济合理的设计方案；(7)对梅溪水库面板坝实施了原型观测，获得了防渗墙的应变和位移、坝体和坝基覆盖层的沉降位移、接缝变位以及防渗墙的防渗效果；(8)对梅溪水库面板坝观测资料进行了反馈分析和变形预报模型研究，反演了坝料和覆盖层的模型计算参数，建立了坝体变形长期预报模型。在深厚覆盖层上直接建造面板坝目前国内外尚处于研究和发展阶段，工程实例不多，且主要限于中小型工程。例如，国外仅有Santa Juana和Puclaro等坝，国内仅有柯柯亚、楚雄等坝例。但国内已建的这些坝，并不是一开始就设计成这种坝型，国外的两座坝也主要凭经验设计，SantaJuana坝仅用FEDAM程序对防渗墙进行简单的有限元分析，没有进行详细系统分析，而梅溪水库面板坝是国内第一座一开始就按面板一防渗墙联合防渗思路进行设计的堆石坝。通过本项研究，提出了一系列富有创造性和先进性的研究成果，如：在应力变形分析方面采用了能较为全面地反映堆石料和坝墓砂卵石料应力变形特性的双屈服面弹塑性应力应变模型，并编制了相应的三维有限元程序；研究提出了趾板合理长度；采用离心模型试验研究覆盖层上面板坝防渗系统的应力变形性状；覆盖层上面板坝优化设计理论；观测资料反馈分析揭示了坝基砂卵石覆盖层具有较大的剪缩特性，进一步说明了采用能反映堆石料和坝基砂卵石料剪胀剪缩特性的数值模型对覆盖层上面板堆石坝应力变形预测的必要性；在建立变形预报模型中，考虑到填筑分量和时效的耦合作用，提出了简单合理的预报模型。