清华大学学报(自然科学版)

作者：刘要来, 庞智勇, 余记远, 程立, 邹杰, 刘耀儒

单位：1. 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司, 长沙 410014,2. 清华大学 水圈科学与水利工程全国重点实验室, 北京 100084,3. 华能澜沧江水电股份有限公司, 西藏自治区澜沧江清洁能源安全绿色智能建设技术创新中心, 昆明 650214,4. 水电水利规划设计总院, 北京 100120

关键词：高拱坝,软弱带,稳定性演化,加固处理设计,能量耗散率

基金：国家自然科学基金资助项目(41961134032),中国华能集团有限公司科技项目(HNKJ22-H109)

坝基稳定是高拱坝安全的核心, 复杂坝基中软弱带的加固处理设计是高拱坝设计中的难点问题。提出了一种基于能量指标的坝基软弱带稳定评价和加固处理确定方法, 建立了基于能量耗散率及域内积分变化的稳定性演化分析模型, 基于软弱带的稳定性演化规律确定需要加固的关键软弱带及其加固部位。将该方法用于某高拱坝坝基平行断层组的稳定性分析和加固处理设计中。最后综合多项指标对确定的加固方案的效果进行了分析评价。结果表明, 坝肩断层在蓄水后能量耗散率及其域内积分呈现先迅速增大、后逐渐减小、最终趋于稳定的趋势。同时, 下游侧断层的能量耗散率峰值出现时间晚于拱肩断层的, 表明拱端推力在地基中的传递需要时间, 对结构面稳定性态的扰动作用存在一定的时空滞后性。与拱端下游侧相比, 拱端上游侧断层受水荷载引起的工程扰动的影响较小, 而下游侧断层的薄弱部位主要分布在与拱端相交处及沿断层产状延伸的下游侧区域。左岸的f123和f120断层为影响拱坝-地基整体稳定的关键断层, f123断层的2 440~2 470 m高程区域和f120断层的2 395~2 425 m高程区域为相对薄弱的关键加固部位。基于坝体位移、断层屈服区、能量耗散率及其域内积分指标的对比分析表明, 加固处理对拱坝-基础的整体稳定具有一定的改善作用。

来源：2026年第2期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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