带键槽消力塘底板的安全性分析

消力塘底板的构造型式对其稳定性有显著影响.文中采用数值方法模拟键槽的工作机理,通过改变底板板块间结构缝的衔接型式,从静、动力两方面对比分析键槽设置方式对平底板和反拱底板的极限抗力与动力响应的影响.结果表明,对于平底板或反拱底板,设置键槽均可明显增加板块间的相互作用,提高底板的极限抗力,减小底板的动力响应,为工程设计提供了新的构造形式.     

反拱型水垫塘底板结构的稳定性研究

在研究反拱型水垫塘底板上整体水动力荷载特征的基础上,针对反拱底板的结构受力特点,提出了“随机拱”分析模型,对反拱型水垫塘底板结构局部和整体的稳定性进行了定量分析,从板块极限平衡角度给出了反拱型底板优于平底板的量化指标,可为工程设计提供依据。     

反拱透水底板拱端推力与板块位移研究

本文基于模型试验并结合数值模拟研究了反拱透水底板的拱端推力与板块位移特性。结果表明,与不透水底板相比,透水底板可以显著的减小拱端推力,并且拱端推力与板块位移均随开孔率的增加而减小,从而可以提高反拱底板的稳定性。结合拱端推力的频谱分析可知,开孔后拱端推力的脉动能量降低,并且功率谱重心向低频移动。     

白鹤滩水电站反拱型底板非线性静力分析

基于非线性接触理论,结合有限元分析方法对弦长达到130m、分块较多的反拱底板水垫塘进行敏感性分析,研究正向荷载作用下不同锚固水平和方式、反拱曲率及键槽对反拱水垫塘稳定性的影响.并得出以下结论:锚筋对反拱形底板的整体稳定起关键性作用;均布荷载作用下锚筋均匀分布最利于整体稳定,中间板块不锚固是可以选择的利于成拱的方式;对于弦长达130 m的反拱水垫塘,反拱圆心角74°左右较合理;键槽对局部稳定性有明显提高.     

基于离散元的白鹤滩反拱型水垫塘底板稳定性研究

为研究白鹤滩反拱型水垫塘底板的失稳机理和稳定性规律,采用距离势函数离散单元法,建立离散单元模型进行仿真计算,并针对不同结构缝宽度、锚固水平及正向荷载作用位置进行底板稳定性的敏感性分析。研究表明:白鹤滩反拱型水垫塘底板的失稳机理为受正向荷载的底板与其两侧底板接触后,会带动两侧底板向反拱边缘滑动并翘起,直至完全脱离两侧底板约束。结果表明:底板间结构缝宽度的增大会降低锚筋的锚固效果,脉动荷载相同大小下,其作用的范围越广,越靠近反拱边缘,则底板越易失稳。     

反拱水垫塘衬砌结构整体稳定性研究

本文针对拉西瓦水电站的水垫塘的反拱式底板，通过数值计算，研究了正向荷载和反向荷载作用下的锚固钢筋水平、基岩弹性模量、静水压力和板块分块数量对反拱水垫塘底板整体稳定性的影响，论证了底板的稳定性。     

反拱透水底板拱端推力与板块位移研究

高坝消力塘作为下游河床的防护结构，其自身在高速水流冲击下的稳定性与安全性是实现消能和防冲目的的关键所在，是水利工程所面临的亟待解决的课题之一。文章基于模型试验并结合数值模拟研究了反拱透水底板的拱端推力与板块位移特性。结果表明，与不透水底板相比，透水底板可以显著的减小拱端推力，并且拱端推力与板块位移均随开孔率的增加而减小，且减小趋势逐渐变缓，从而可以提高反拱底板的稳定性。结合拱端推力的频谱分析可知，开孔后拱端推力的脉动能量降低，并且功率谱重心向低频移动。文章成果为水垫塘防护结构“主动防护”模式在工程中的应用提供参考。     

反拱水垫塘单底板块位移的试验研究

该文结合溪落渡水电站，采用先进的模拟方法和量测手段，对在高水头、大流量作用下，止水完全破坏、锚筋失效等极端条件下，反拱水垫塘单底板块的位移进行了详细的试验研究，得到板块位移沿程变化的规律及其时域特性和频域特性。研究表明，反拱底板由于拱的自锁作用使其保持稳定，稳定性明显优于平底板。     

高拱坝水垫塘底板稳定分析研究

针对高拱坝下的平底水垫塘和反拱水垫塘的稳定分析,根据水垫塘混凝土块体的受力分析和模型试验结果得出:在相同条件下反拱水垫塘的稳定性优于平底水垫塘,但反拱水垫塘底板的稳定性最终归结为拱座的稳定性,一旦拱座失稳,将会导致整个拱圈失事。     

平底水垫塘底板块失稳的数值模拟

应用紊动射流理论、瞬变流理论和随机函数模拟方法，建立平底板块失稳的数学模型，用特征线法数值求解得到底板缝中动水压力、流速、板块上举力以及板块失稳水深等。小湾水垫塘板块稳定性试验和溪洛渡反拱水垫塘底板缝隙中动水压强的试验研究表明该模型合理，可预测水垫塘底板块失稳。     

整体与局部强度折减法在边坡稳定分析中的对比研究

基于FLAC3D建立边坡数值模型,分别开展整体强度折减法和局部强度折减法两种方法对边坡稳定性的对比分析,研究两者在不同本构基础、边坡体是否含软弱结构层等因素对边坡的稳定安全系数和极限位移值的影响。研究结果表明:局部强度折减法相对于整体强度折减法更适应于边坡稳定性研究,本构模型的选择对研究边坡稳定性也有着一定影响;软弱结构层是边坡失稳的重要因素,两种强度折减法对含软弱结构层边坡的折减对象是软弱结构层,且所得到的安全系数和位移值基本一致。     

软土地基水闸底板有限元分析的桩基模拟方法

传统分析方法中,采用等参单元模拟软土地基群桩基础的方法既不经济且夸大桩的刚度,为能对桩基进行合理高效地模拟,本文提出了一种考虑桩、土及底板相互作用的内置桩单元法。采用梁单元位移模式,根据桩单元节点在土或底板等参单元中的局部坐标,建立桩单元包含转角的节点位移与土或底板节点位移之间的关系,进一步代入到有限元整体控制方程中求解。结果表明,通过本文建立的位移转换模式,可以利用梁单元对考虑复杂的桩、土和上部结构相互作用情况的桩基进行模拟,在保证精度的同时简化了建模步骤,降低了对网格密度的要求。研究表明,采用本方法可以验证软土地基上水闸底板受力分析时桩基础用梁单元位移模式模拟的合理性和有效性,为软土地基上桩基的快速分析计算提供了一种新方法。     

有限元稳定分析法在确定土体结构极限承载力中的应用

本文引入有限元稳定分析法来求解土体结构的极限承载力。在有限元应力应变分析的基础上，通过搜索临界滑动面并增大外荷载使临界滑动面安全系数为1.0来确定极限承载力，并指出由此得到的极限承载力是土体结构沿临界滑动面整体达到极限平衡时的真正承载力。算例表明此法可行，同时将该方法推广到求解边坡极限承载力和地基承载力。文中还研究了边坡极限承载力同自重和坡角的关系。与各传统地基承载力公式比较发现，在土体内摩擦角比较大时，经验公式均低估了地基承载力。最后分析了计算参数变化对地基承载力的影响。     

边坡局部稳定性变化规律的研究

现有边坡稳定性分析方法大多假定边坡滑面各部位的安全系数相等,既不能反映边坡潜在滑面上稳定系数的分布规律,也不符合工程实际情况。分别基于超载储备安全系数定义和强度储备安全系数定义研究了边坡局部稳定性变化规律,并分析了滑体条块数目以及滑面形状对边坡局部稳定性分布规律的影响。此外,还提出了由局部稳定系数求解整体稳定系数的加权方法。研究结果表明：滑体条块的划分数量对边坡局部稳定性的分布规律几乎没有影响,而滑面形状对其影响较大;取微段下滑力占各微段下滑力代数和的比值作为权重,是由边坡局部安全系数加权计算整体安全系数的最优加权方法。     

重力坝两种滑移失稳机理及安全度评价方法

结构面对坝体抗滑稳定极为不利,尤其是当坝基存在多组结构面,其深度、范围、厚度等因素均对坝体稳定具有较大影响。本文针对工程实际中两种常见的滑移模式,即缓倾角结构面产状平缓的水平滑移模式和结构面倾角较大的倾斜滑移模式,采用弹塑性有限元强度储备系数法模拟重力坝渐进破坏过程,应用各向异性节理材料模拟坝基中的岩层、泥化夹层、断层等地质缺陷,探讨了重力坝深层滑动的失稳机理、破坏模式及极限承载力。两个典型工程实例的研究分析表明,两种滑移模式的重力坝失稳机理均表现为首先沿结构面滑动,直至尾岩抗力体压碎或者隆起失效时坝体达到其极限承载力。最后根据重力坝深层滑动失稳机理及其破坏模式,建议了与其配套的安全度评价方法。     

干湿循环作用下砂岩的劣化及破坏特性研究

针对干湿循环作用下消落带砂岩岩体强度衰减易导致砂岩边坡失稳的问题,以三峡库区秭归县沙镇溪典型库岸边坡砂岩试样为研究对象,采用浸泡—烘干处理方式模拟岩石干湿循环过程,将试样分组进行单轴压缩试验和直接剪切试验研究,并通过数值模拟,从变形的角度分析破坏过程。结果表明:干湿循环对砂岩的劣化作用在初期表现强烈,随着循环次数增加,作用逐渐减弱;在相同循环条件下,砂岩的极限抗剪强度随法向应力的增大而增加,相同法向应力作用下砂岩极限抗剪强度随干湿循环次数的增加而减小;粘聚力和内摩擦角随着干湿循环次数的增加而逐渐减小,总劣化度逐渐增大。试验结果对水库砂岩边坡稳定性分析具有较强的参考价值。