Page 30 - 2024年第55卷第2期

描述防渗墙的损伤破坏特性。其中，塑性损伤模型描述受压破坏，内聚力模型描述受拉破坏。由弹性
分析结果可知，防渗墙的拉应力方向主要为坝轴向。同时防渗墙施工时存在竖向分布的槽段接缝，见
图 ８，该接缝界面的强度和模量均要低于防渗墙混凝土。因此，综合考虑拉应力方向和防渗墙施工工
艺，在防渗墙的槽段接缝处预设竖向的内聚力界面单元并采用内聚力模型描述其受拉破坏特性，防渗
墙墙体采用实体单元和塑性损伤模型描述其受压破坏特性，见图 ９。塑性损伤模型参数见表 ３，槽段
界面处的内聚力模型参数相比墙体考虑一定的弱化，由于缺少试验结果，本文参考了新旧混凝土结合
面的强度折减系数 ［３４］ 。由于槽段界面无法做凿毛、清洗等处理，且槽段界面可能存在墙间夹泥，这将
进一步降低结合面强度，因此折减系数取较小值，本文在计算中取为 ０．２５。需要说明的是，防渗墙槽
段界面为弧形，为简化建模与计算，本文偏保守地将槽段界面简化为平面。

图 ８ 防渗墙槽段接缝

图 ９ 防渗墙损伤开裂模拟的模型说明示意图

表 ３ 混凝土塑性损伤模型参数
３
ρ ?（ｋｇ?ｍ ） Ｅ?ＧＰａ ν ｆ?ＭＰａ ｆ?ＭＰａ Ｇ ｔ ?（Ｎ?ｍ） 渗透系数?（ｃｍ?ｓ）
ｔ
ｃ
２５００ ３４．５ ０．１６７ ２．８５ ３８．５ ３５０ １．０ × １０ － ７
竣工期的防渗墙损伤开裂分析结果见图 １０，防渗墙应力见图 １１。考虑损伤开裂之后，防渗墙的超
压应力和超拉应力均被释放，而在防渗墙两岸顶部和底部拉应力较大的区域发生开裂，其中，防渗墙
左岸中上部轴向 １５０ｍ范围内出现竖向裂缝，最大裂缝宽度为 ２．６ｃｍ，单条裂缝最大长度为 ７０ｍ，裂
缝总长度为 ８４１ｍ；防渗墙右岸中上部轴向 １９０ｍ范围内出现竖向裂缝，最大裂缝宽度为 ２．４ｃｍ，单条
裂缝最大长度为 ７５ｍ，裂缝总长度为 ９３０ｍ；防渗墙左岸底部轴向 ３２０ｍ范围内出现竖向裂缝，最大裂
缝宽度为 ０．８ｃｍ，单条裂缝最大长度为 ３０ｍ，裂缝总长度为 ５０１ｍ；防渗墙右岸底部轴向 ３５０ｍ范围内
出现竖向裂缝，最大裂缝宽度为 １．６ｃｍ，单条裂缝最大长度为 ３０ｍ，裂缝总长度为 ３７５ｍ。防渗墙两岸
２
发生压损伤，损伤面积约 ７００ｍ ，约占防渗墙面积的 ０．３％，其中两岸底部最大损伤因子超过 ０．９５。
弹性分析和损伤开裂分析的防渗墙变形对比见图 １２，考虑混凝土损伤开裂后，两岸底部的混凝土
发生严重的压损伤，刚度降低，防渗墙竖向位移增大约 ０．７ｍ，高压应力释放，但是在稍微远离防渗
墙与基岩接触区域，防渗墙依然存在高压应力，超过了 ２４ＭＰａ。两岸 “支撑” 对应的防渗墙顶部不
再出现反弯变形，而河谷中部防渗墙的竖向位移差别不大。防渗墙上部依然存在较大的压应力，达到
了 ４５ＭＰａ，这是因为塑性损伤模型采用多轴强度进行损伤判别，该区域防渗墙在坝轴向、竖向和顺河
向三个方向均处于受压状态，因此最大压应力超过单轴抗压强度时，混凝土并不一定会发生压损伤。

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