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摘要
对于覆盖层上修建的土质心墙堆石坝，坝基常采用混凝土防渗墙防渗，混凝土防渗墙与土质心墙是大坝防渗的关键部位，其应力变形计算分析事关大坝安全。由于混凝土防渗墙的压缩模量远远高于其两侧土体，导致墙体两侧的土体的沉降远大于墙体本身，引发防渗墙顶部土体内部出现沉降量急剧变化的剪切带。土体内部的剪切带的模拟，涉及到大变形、应变局部化、非连续等力学研究的前沿理论，其数值模拟方法并不成熟。为此，本文提出预设剪切面单元模拟剪切带变形的计算方法，模拟土体出现剪切破坏时的滑移特征，解决刚性结构顶部土体剪切变形的模拟计算问题。将本文方法应用于沟埋式涵洞顶部土压力计算，计算成果与模型试验规律基本一致；通过防渗墙插入土质心墙的典型大坝工程有限元计算，本文方法较好揭示防渗墙上部土体的剪切变形特征，其计算的防渗墙顶部竖向平均应力值与常规方法相比减小30.43%，可较好解决防渗墙计算应力比实际监测值偏大的问题。本文方法可供解决类似工程问题提供依据。
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单位四川交通职业技术学院; 中国科学院大学; 中冶成都勘察研究总院有限公司; 中国科学院力学研究所
