基于ABAQUS水閘與地基相互作用機理分析

徐 瑞，唐子明

(江蘇省淮沭新河管理處，江蘇 淮安 223001)

近年來，隨著“一帶一路”、西部大開發、西電東送等戰略的開展，大量基礎設施如水電站、川藏鐵路等正處于緊密的建設當中[1]。但一些水電站閘址區常修建于黏土地基之上，在水電站蓄水之后，過大或不均勻地基沉降將導致水閘與底板之間產生拉應力，嚴重威脅水閘的安全運行，引發地質災害發生，造成人員和大量經濟損失[2]。因此，分析蓄水后地基沉降及水閘與地基之間的相互作用是水閘安全運行的關鍵問題[3]。

目前，國內外通常采用數值模擬的方法來分析地基沉降或者與建筑結構之間的相互作用，其常用的數值理論包括有限元法[4]、有限差分法[5]、離散元法[6]等。其中，由達索公司基于有限元方法開發的ABAQUS軟件有著成熟的理論基礎，當中包含多種類型的材料模型庫，可以模擬土壤與巖石等地質材料的應力應變以及位移變形分析，同時還能對結構的靜力與動力響應進行模擬，因此被廣泛用于水工結構穩定性分析[7]。李偉康等[8]利用ABAQUS結合工程實例,通過有限元法分析了在軟弱土層上樁的局部合理布置密度，并計算和比較不同條件下地基局部加固效果后的底板拉應力變化情況。梁景奇[9]以某開敞式水閘為研究對象，釆用平面簡化法對水閘閘室進行了穩定計算，并利用ABAQUS有限元軟件建立閘室三維有限元模型，對水閘閘室進行穩定計算以及結構分析。李路華[10]利用ABAQUS有限元軟件,結合具體的工程實例,進行三維建模計算,模擬分析了某護鏡門型式水閘底板采用閘墩分縫和底板分縫時,對于不同的荷載工況,其相應的受力及變形情況，為工程實際提供設計依據。……