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摘要
后帮式重力坝加高存在新老混凝土结合面和新老坝块分载的问题，结合面有限结合部分传力时传统的材料力学法和整体刚体极限平衡法不再适用于应力和稳定计算。本文介绍了重力坝加高模拟的有限单元法，提出了新老坝块应力和稳定计算的有限元等效法，以丹江口7#坝段为例进行了不同结合面状态的多工况计算，与弹塑性有限元强度折减法进行了比较。结果表明：（1）有限元等效内力法可以考虑结合面脱开、新老坝块材料差异、基础非均质性等复杂条件，同时可消除坝踵、新老混凝土结合处的应力集中，具有有限单元法和材料力学法两者的优势，其等效内力计算可通过应力积分法和直接反力法实现，直接反力法得到的等效内力精度更高；（2）采用有限元等效法计算坝基应力和整体及新老坝块局部稳定安全系数时，应力和稳定的控制标准应满足现行规范要求；（3）新老混凝土界面有限结合部分传力时，应力不利工况是贴坡段下部张开，而稳定不利工况是结合面上部张开、下部粘结；（4）丹江口7#坝段斜坡段中下部粘结面积20%以上时应力和温度均满足规范要求，该结论与“后帮有限结合”理论一致；（5）弹塑性有限元法是分析重力坝加高的有效方法，当采用与材料力学及刚体极限平衡法相同的计算模型及屈服准则时，可以得到相同的结果，可采用相同的控制标准，但当采用不同模型及准则时控制标准需要另行研究。
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单位长江勘测规划设计研究有限责任公司; 中国水利水电科学研究院; 流域水循环模拟与调控国家重点实验室
