高堆石坝非线性强度指标坝坡稳定可靠度研究

基于现有的堆石坝坝坡稳定性可靠度分析方法,研究了堆石坝非线性强度坝坡稳定可靠度分析的有关方法,将简化毕肖普法和验算点法结合,并编制了相应的计算程序.对某高堆石坝坝坡进行了非线性强度指标可靠度分析,结果表明,高堆石坝按可靠度理论进行非线性强度指标坝坡稳定性分析是合理可行的,是对传统安全系数法的有益补充.     

线性与非线性强度的坝坡稳定分析

对某高心墙堆石坝分别利用线性强度指标及非线性强度指标进行了坝坡稳定性计算分析,研究了两种强度指标下坝坡稳定性的差异.计算方法分别采用瑞典条分法和简化毕肖普法.计算结果表明:非线性强度指标计算得到的坝坡稳定安全系数总体比线性强度指标算得的大2%～20%.按照规范,该坝坡满足稳定要求.     

卡基娃面板堆石坝非线性强度指标坝坡稳定与可靠性研究

针对目前在建和拟建的大型面板堆石坝地质条件差、地震烈度高、坝高不断增加的情况,解决一些比较突出的关键技术问题的重要性和迫切性日益突出。通过极限平衡理论和可靠度理论2种方法对属200m级高堆石坝范畴的卡基娃面板堆石坝进行坝坡稳定计算,研究了其非线性强度指标坝坡稳定及可靠度,分析了相关关键技术指标、安全系数标准对坝坡稳定安全的影响及可靠性水平等关键问题。与极限平衡理论相比,采用基于可靠度理论的方法设计坝坡,可以量化安全裕度,有利于高堆石坝坝坡的优化设计,这无疑对于减少工程投资和环境保护都具有极大的现实意义。     

高面板堆石坝坝坡稳定的动力有限元分析

建立新的有限元分析方法,为准确合理地进行高面板堆石坝的坝坡稳定动力分析提供参考。基于应力水平的有限元计算结果,将大型有限元软件ADINA的应力变形计算功能与GEO-SLOPE软件的边坡稳定分析功能相结合,提出了高面板堆石坝坝坡稳定动力有限元分析方法,并利用该方法对紫坪铺水利枢纽工程面板堆石坝在"5·12"汶川大地震期间的大坝动力反应及坝坡稳定进行了三维有限元模拟分析,得出坝体位移的动力分析计算结果与该坝震后位移实际观测结果基本吻合,坝坡动力稳定的分析计算结果与震后实际调查分析结果基本一致。所提出的高面板堆石坝坝坡稳定动力有限元分析方法是合理的,所获得的分析计算结果准确可信。     

软岩坝料抗剪强度对面板堆石坝稳定性的影响

文章针对某实际软岩筑面板堆石坝,通过改变软岩填料的抗剪强度参数(粘聚力c、内摩擦角φ)和下游坝坡坡率i,得出在满足坝体稳定安全系数的条件下,抗剪强度与坡率呈负相关关系,并总结出相关回归方程。同时,根据软岩力学参数值的一般范围,确定了不同组合的c、φ以及下游坝坡坡率下该面板堆石坝的稳定情况,在此基础上可为面板堆石坝上料软岩的力学参数控制、坝体分区和坡率选择提供参考。     

高面板坝地震工况坝坡稳定允许安全系数探讨

针对高混凝土面板堆石坝地震工况坝坡稳定允许安全系数标准问题,根据软、硬岩堆石料非线性强度指标的统计参数,计算了不同坝高、地震烈度、筑坝材料情况下的面板坝坝坡稳定安全系数和可靠度,系统研究了安全系数和可靠度之间的关系,在此基础上,对高面板坝地震工况坝坡允许安全系数标准进行了讨论。研究表明:200 m以上高面板坝的抗震稳定性评价不宜沿用现行规范安全系数标准,根据可靠度一致性原则,按坝高级别、地震工况和筑坝材料分别设置安全系数标准更为合理。采用质量良好的硬岩堆石料修建300 m以下的面板坝,坝坡坡比可采用规范建议值,当堆石料岩性偏软时,坝坡坡比应通过稳定计算确定,允许安全系数应在现行规范值基础上提高。     

软岩筑堆石坝坝坡稳定性的参数敏感性分析

为得到软岩抗剪强度指标对堆石坝坝坡稳定性的敏感性,通过以某工程实例为基础,将单因素敏感性分析法和正交试验法相结合,研究了软岩黏聚力、内摩擦角及坝体下游坝坡坡比对堆石坝下游坝坡稳定的敏感性。研究结果表明软岩筑堆石坝下游坝坡稳定对软岩内摩擦角最为敏感,黏聚力次之,对下游坡比敏感性最小。     

应力应变有限元法在面板堆石坝设计中的应用

利用有限元前处理网格自动剖分程序进行计算数据的准备,用有限元方法对面板堆石坝进行不同坝坡方案、不同坝体受荷条件下的计算分析,对坝体应力应变采用线性与非线性两种方法进行了分析比较,从而得出面板堆石坝坝坡的大致范围以及坝体应力和变形的分布规律,最后对面板堆石坝设计提出了一些建议。     

基于非线性剪胀模型的高面板堆石坝变形分析

在混凝土面板堆石坝的设计中,对于坝体变形的分析目前多采用邓肯E-B模型进行三维非线性有限元计算。鉴于非线性弹性邓肯-张模型不能反映堆石料的剪胀性,依托位于狭窄河谷上的猴子岩面板堆石坝工程,提出采用非线性剪胀模型分析坝体应力变形特性。通过对比分析非线性剪胀模型、邓肯E-B模型坝体应力变形计算成果,同时根据现场坝体变形监测成果,验证了非线性剪胀模型在面板堆石坝静力有限元分析中的合理性与优越性。     

非线性强度参数在土石坝稳定分析中的应用

堆石坝坝坡极限平衡稳定计算时,堆石体的粘聚力一般取为0kPa,使得计算安全系数较小,与实际情况不符。本文结合山西省张峰水库黏土斜心墙堆石坝坝坡稳定计算,探讨了应用非线性强度参数进行坝坡极限平衡分析的方法。采用该方法可有效避免堆石体稳定安全系数低估的问题,可供类似工程参考。     

基于强度折减法的土石坝边坡稳定分析与探讨

在传统的土石坝边坡稳定分析中,通常采用简化毕肖普法或瑞典圆弧法,分别计算上、下游边坡的滑动安全系数,然后根据规范评判边坡的稳定性.本文应用有效应力原理,以初始应力方式将渗流场导入到位移应力分析中,基于强度折减法对坝体整体进行弹塑性分析;分别采用塑性区贯通和位移突变失稳判据,得到坝坡的最小安全系数,并将其与简化毕肖普法计算结果相比较.研究表明:采用强度折减法进行土石坝边坡稳定分析虽然是可行的,但仍存在一些问题.最后,对强度折减法在土石坝边坡稳定分析中存在的两个问题进行了初步的探讨.     

基于强度折减法的土石坝坝坡稳定性分析

基于边坡稳定性能的评估问题,介绍有限元强度折减法的基本原理以及在有限元软件上求解边坡安全系数的过程。通过对工程实例计算分析得到最危险的滑动面和安全系数。计算结果与瑞典条分法进行坝坡稳定性分析结果对比表明:两种方法所得的安全系数相差1.47%,滑动面形状、走向和位置一致,并且数值模拟显示的土石坝塑性渐进变化过程符合实际工程塑性变化过程。因此,基于有限元强度折减法对土石坝坝坡等类似工程边坡最终状态稳定性评估分析具有一定的实用性和可靠性。     

施工期临时断面挡水渡汛对于面板坝坝坡稳定的影响研究

面板堆石坝施工期采用临时断面挡水度汛方案时,由于临时断面上游尚未施工混凝土面板,因此临时断面的大部分区域及坝基材料将处于饱和状态,这种状态有可能对大坝竣工期的坝坡稳定产生某种影响。为研究临时断面挡水度汛对于大坝竣工期坝坡稳定的影响,本文结合一工程实例,首先采用有限元法进行了临时断面挡水度汛情况下的渗流分析,然后采用非线性有限元法对临时断面是否挡水度汛两种情况下大坝竣工期的坝坡稳定性进行了比较研究。结果表明:采用临时断面挡水度汛施工方案对于大坝竣工期上游坝坡抗滑稳定的影响要大于对于下游坝坡的影响,但其影响是有限的。     

基于ABAQUS的深覆盖层地基面板堆石坝 防渗墙应力与变形分析

结合某深厚覆盖层上的面板堆石坝工程实例,基于有限元分析软件ABAQUS,采用三维非线性有限元数值分析法,对其静力工作形态进行了深入的研究,并针对此工程总结了修建于深覆盖层上的高混凝土面板堆石坝应力变形的一般规律,论证了此大坝结构设计的合理性,为设计和施工提供了理论依据,同时,也为深覆盖层上面板堆石坝的动力特性分析提供一些前期准备.     

挤压边墙施工方法对面板受力的影响

混凝土面板堆石坝采用挤压边墙作为大坝上游固坡措施.本文采用有限单元法,结合甘肃洮河九甸峡砼面板堆石坝工程,对挤压边墙施工方法对面板受力的影响进行了研究分析并提出了相应的工程措施.     

水流作用下堆石边坡的稳定分析方法

本文给出了一种考虑重力水流渗透力影响的堆石边坡稳定评价方法．其要点是：求解带有渗透力作用项的土体平衡方程得到边坡的应力分布，在此基础上采用有限元边坡稳定分析方法直接确定最危险滑裂面及相应的抗滑稳定安全系数．文中给出了水流作用下标准堆石边坡及实际堆石坝边坡稳定分析的计算实例     

邓肯张E-B模型对中等高度面板坝沉降计算的适应性分析

结合某水库混凝土面板堆石坝坝体变形的二维非线性有限元计算,通过与实测沉降值的比较验证邓肯张E-B模型对中等高度面板坝沉降计算的适应性。计算结果表明,采用邓肯张E-B模型计算的坝体沉降与实测分布规律一致,但实测值较计算值平均大30%左右,因此,应合理选取模型参数,以比较准确地估计坝体沉降变形。     

积石峡面板堆石坝复杂渗流场有限元精细模拟

运用自主研发的三维渗流有限元可视化分析软件GWSS,对积石峡面板堆石坝的坝体（包括面板、过渡层、排水层、堆石料等）、坝基、防渗帷幕以及泄洪洞和底孔排沙洞等结构进行了精细建模。在此基础上采用求解有自由面的改进截止负压法、隧洞子结构法和求解大型稀疏矩阵的预处理共轭梯度算法对积石峡面板堆石坝复杂渗流场进行了数值模拟。重点研究了面板和防渗帷幕联合作用下渗流场分布特征和防渗效果,以及泄洪洞和底孔排沙洞对大坝渗流场的影响等。计算结果表明,在正常运行条件下,面板结合防渗帷幕能够起到很好的防渗作用,坝体内自由面较低,左岸底孔排沙洞和泄洪洞也起到了很好的排水作用,大大降低了左岸山体的地下水位,有利于大坝和岸坡的稳定。     

面板堆石坝堆石材料力学参数反演分析

本文利用非线性有限元分析程序对两江水电站混凝土面板堆石坝原型观测资料进行分析,并将分析结果与大坝原型观测资料进行对比,通过反演分析给出两江面板堆石坝的力学参数.     

阿尔塔什水利枢纽工程混凝土面板堆石坝抗震工程措施及静、动力有限元计算分析

鉴于强震区200 m级超高混凝土面板堆石坝所面临的变形控制难、坝体抗震等级高、砂砾石覆盖层深厚等诸多设计难点,结合阿尔塔什混凝土面板堆石坝坝体结构、坝壳料设计,借鉴已建工程经验提出抗震工程措施。通过建立坝体、覆盖层的三维有限元模型,堆石料静力本构分析采用邓肯张E-B模型,动力本构分析采用等效黏弹性模型,分析了考虑抗震工程措施的坝体抗震能力。结果表明:坝体在竣工期、正常运行期、正常运行+地震三个工况下的变形规律合理。混凝土防渗墙和面板结构中最大拉、压应力均可满足所选混凝土材料的规范要求。坝顶下游坝坡设置浆砌块石护坡后可有效减弱该区域局部动力剪切破坏和浅层滑移。坝顶上、下游边坡布置阻滑钢筋网以及适当提高填筑料的相对紧密度、孔隙率,可以有效提高大坝坝坡的抗震稳定性和坝体抗震能力。研究成果以期为今后300 m级面板堆石坝工程设计上提供借鉴。