在建的积石峡水电站位于青海省循化县境内积石峡出口处，是黄河上游干流“龙青段梯级规划”的第五个大型梯级电站。总库容2.635×108m3，为大型水电枢纽工程。电站主体建筑物大坝采用混凝土面板堆石坝，坝顶高程为1861 m，坝顶长度为355.5m，坝顶宽度为10m，最大坝高为100m，趾板开挖最低高程为1761m，上游坝坡坡比为1∶1.4，下游坝坡综合坡比为1∶1.71。坝体从上游到下游依次分粘土铺盖区、盖重区、混凝土面板、垫层区、特殊垫层区、过渡区、主堆石区、下游堆石区。
面板堆石坝的材料主体为垫层、过渡层及堆石体等散粒体材料，在荷载作用下这些材料通常呈现非线性变形特性。目前，国内通常采用非线性邓E-B本构模型来模拟这些材料的有限元分析应力应变关系。
      若以Fmax表示应力状态历史记录中的最大值，当计算的F>Fmax时，判定为加荷情况，取用切线弹模Et值。当计算的F<0.75Fmax时，认为处于卸荷状态，取用卸荷模量Eur。当0.75Fmax<F<Fmax时，认为处于过渡状态，按如下线性插值取用卸荷模量，即：E=Et+ 4(Eur-Et)Fmax-FF。
      材料非线性问题的基本解法有迭代法和增量法两种，其中按材料切线模量迭代计算过程的不同，增量法又分为基本增量法和中点增量法两种。相比较而言，由于中点增量法具有分级迭代易于收敛、计算精度较高等优点，因此在工程实际中应用更为普遍。
      沿坝轴线选取最大剖面所在的坝段建立计算模型。计算范围：上、下游方向分别取至上、下游坝坡坡脚，沿坝轴线方向取一个面板块的宽度即长为12m的坝段，坝底取至河床基岩面。 
      边界条件：底部取为固定铰约束，模型左右两侧面施加沿坝轴线方向的约束。混凝土采用线弹性模型，垫层、过渡层及堆石体材料采用非线性邓肯E-B模型。选用8节点等参单元进行剖分，共剖分为102个单元、596个节点。
      算工况分：大坝施工期和蓄水期两种。为模拟大坝分层碾压填筑的施工过程，计算时共设置16级荷载以实现逐级加载。其中，从坝底至坝顶的坝体填筑分7级荷载步，混凝土面板浇筑分2级荷载步，水库蓄水至正常高水位的蓄水过程分7级荷载步。
      按照上述有限元计算模型，按逐级加载的方法，进行大坝非线性有限元仿真计算，得到大坝竣工期和蓄水期的应力变形计算结果。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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