摘要：在开裂单元中引入不连续形函数，然后基于虚功原理推导出开裂单元的广义刚度矩阵和广义荷载的具体表达式，以及有限元平衡方程，从而建立了一种三维裂缝扩展的不变网格有限元分析方法。运用该方法对已建的二滩拱坝和待建的小湾工程拱坝在相同的工况下进行了对比计算。计算结果表明：在目前所考虑的影响因素下，小湾拱坝和二滩拱坝的开裂范围、开裂程度及对网格疏密、混凝土抗拉强度和水力劈裂等影响因素的敏感程度都非常相似。考虑到二滩工程已建成，且运行正常，可以初步判定小湾工程的拱坝坝踵开裂危险性不大。
关键词：拱坝 开裂 有限单元法
(1.武汉大学 水利水电学院；2.国家电力公司昆明勘测设计研究院)
坝踵开裂是高拱坝设计中需要考虑的一个重要问题。奥地利的科恩布赖拱坝建于1977年，坝高200.2m，在蓄水前坝下游底部水平施工缝张开，1978年蓄水接近满库时上游坝踵开裂穿通廊道，引起廊道内漏水，后来进行了十几年的漫长修补加固，并在坝的下游坝趾处建造了高约70m的混凝土支撑体。俄罗斯的萨扬舒申斯克拱坝建于1987年，坝高242.0m，施工期产生大量裂缝，当1990年水位首次达到正常水位时，河床坝段上游坝面靠近坝基处产生水平裂缝，引起廊道内漏水。这些高拱坝的损坏事故引起了世界各国坝工界的极大关注。
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