(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111439919.7 (22)申请日 2021.11.30 (71)申请人 中国电建集团成 都勘测设计 研究院 有限公司 地址 610072 四川省成 都市青羊区浣花北 路1号 (72)发明人 牟高翔　张敬　薛利军　黄志澎　 周钟　赵永刚　 (74)专利代理 机构 成都虹桥专利事务所(普通 合伙) 51124 代理人 陈仁平 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 拱坝地基地质不对称的处 理设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种拱坝地基地质 不对称的 处理设计方法， 属于涉及水利水电工程技术领 域， 提供一种结合有限元分析方法实现的拱坝地 基地质不对称的处理设计方法， 能提高设计方案 的有效性和准确性。 本发明通过结合二维和三维 有限元法， 能够适应各种形态和特性的不对称地 质条件的混凝土置换设计； 并且根据两岸地质不 对性， 提出置换处理后综合变模的目标值； 采用 子模型法计算， 能以较小的计算量， 分析置换体 的空间受力性态， 并能够为后续可能的配筋计算 提供依据。 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 CN 114117610 A 2022.03.01 CN 114117610 A 1.拱坝地基地质不对称的处理设计方法， 为基于组合二维平面有限元法和三维有限元 法的拱坝地基地质不对称的处 理设计方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤一、 选取软弱坝基段代表性高程平切图， 根据地质非对称性， 提出各软弱区段变模 目标值， 根据拱推力方向、 软弱岩范围走向， 拟定处 理软弱岩混凝 土置换的型式； 步骤二、 建立规则平面有限元网格， 设定或调整置换深度和宽度 范围， 进行平面有限元 计算比较， 与变模目标值比较是否 达到标准， 并进行置换 范围的调整； 步骤三、 对合理的平面置换方案进行空间建模， 判断结构是否合理， 施工是否可行， 并 进行结构形态进行调整； 步骤四、 置换 方案拱坝地基三维分析， 判断拱坝地基受力是否合理。 2.如权要求1所述的拱坝地基地质不对称的处理设计方法， 其特征在于： 在步骤一中， 处理软弱岩混凝 土置换的型式为混凝 土置换、 传力 洞或固结灌浆。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114117610 A 2拱坝地基地质 不对称的处理设计方 法 技术领域 [0001]本发明涉及水利水电工程技术领域， 尤其涉及一种拱坝 地基地质不对称的处理设 计方法。 背景技术 [0002]高拱坝多建在高山峡谷地区， 一般来说高拱坝坝址地质条件相对较复杂。 除了断 层、 裂隙密集带和蚀变变质软弱岩 外， 还有深卸荷和强风化等不良地质条件。 作为空间壳体 结构， 拱坝将水推力 传递给两岸 坝肩， 要求两岸地基有足够的刚度和强度， 因此混凝土拱坝 设计规范明确要求， “坝基经处理后具有足够 满足承载能力和变形控制要求的强度和刚度， 满足拱座抗滑稳定和拱坝整体稳定。 坝基处理方案应根据坝址地质条件和基岩的物理力学 性质， 通过拱坝结构分析和稳定分析确定。 坝基处理措施应根据地质条件和处理目的进行 选择， 可采用挖除、 垫座、 推力墩、 重力墩、 翼坝、 固结灌浆、 接触灌浆、 防渗排水、 软弱岩带混 凝土置换、 预应力锚固的措施。 ” [0003]为了满足规范规定 的拱坝建基岩体 的要求， 优选基岩条件良好、 两岸地形地质对 称坝址是拱坝设计的首要工作。 在无法选得各种 条件均优的坝址前提下， 通常会考虑对坝 址进行人工改造 即坝基处理。 相对于 建基面软弱岩带， 一岸某些区段， 一般为坝顶及以下一 定高程范围内， 不良地质条件连续分布， 造成的两岸地质不对称条件， 是一个更为宏观、 成 本高、 重要和难度相对更 大的坝基处 理设计课题。 [0004]拱坝是高次超静定结构， 能够适应一定程度的两岸地形地质不对称。 一般采用非 圆形变厚度的二次曲线， 在拱圈左右半拱采用不同的曲率， 以不对称的布置求得相对较为 合理的应力分布条件。 目前国内外拱圈线型多采用变厚度、 非圆形 的拱圈剖面， 如三心圆、 抛物线、 对数螺旋线、 椭圆、 统一二次曲线和混合 曲线等以适应不对称的地形地质条件。 但 对称的坝基地质条件， 能使高拱坝发挥更高超载能力， 即获得较高安全裕度， 从而使得加大 坝基处理是改造不对称地质条件 更为通行的方法， 国内外广泛采用大垫座、 混凝土大贴脚、 重力墩、 推力墩等措施。 [0005]对于坝基不对称地质条件处理设计， 多从提高坝基软弱一岸相应高程总体变形模 量的角度， 进行经验法、 数值法计算， 同时结合地质力学模型试验验证。 但是传统方式的计 算准确性较差 。 发明内容 [0006]本发明解决的技术问题是提供一种结合有限元分析方法实现的拱坝地基地质不 对称的处 理设计方法， 能提高设计方案的有效性和准确性。 [0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 拱坝地基地质不对称的处理设计方 法， 为基于组合二维平面有限元法和三维有限元法的拱坝地基地质不对称的处理设计方 法， 包括以下步骤： [0008]步骤一、 选取软弱坝 基段代表性高程平切图， 根据地质非对称性， 提出各软弱区段说　明　书 1/3 页 3 CN 114117610 A 3