考虑节理岩体强度各向异性的最危险滑动面搜索

针对实际岩体中节理裂隙的分布特征, 为了找准岩体破坏性滑动面的位置，在考虑节理岩体强度各向异性的基础上，提出了重力坝坝基滑动面自动搜索算法，并基于ABAQUS和FORTRAN平台，开发了针对有限元分析结果的重力坝坝基滑动面自动搜索程序。该程序由有限元结果导入、滑动面搜索2个模块组成。采用该算法，对坝基基岩中含有不同节理裂隙分布特征的重力坝在地震动荷载作用下的深层滑动面进行了实例验证。结果显示，该搜索方法得到的滑动面同有限元法得到的屈服区相吻合，证实了该滑动面搜索程序的可行性和可用性。     

某混凝土双曲拱坝建基面选择研究

拱坝建基面选择主要决定于坝基岩体的承载力和滑动稳定性。本工程基岩裸露,岩体呈整体块状结构,强度高,但坝基范围内岩体岩性不一致,导致基岩强度不同。根据地形地质条件,对拱坝建基面的可利用岩体进行多方案论证研究,同时对坝体应力、坝肩稳定、整体稳定等进行大量分析及模型试验,最终确定合理经济的坝体建基面。     

重力坝深层抗滑稳定强度折减弹塑性有限元法

结合清峪水库实际工程设计要求,运用ANSYS有限元软件,建立考虑坝基岩体软弱结构面力学特性的溢流重力坝深层抗滑稳定弹塑性计算模型。通过逐步增大抗剪强度的折减系数,分析研究坝基岩体的水平位移分布连续性变化规律、特征点位移变化幅度特性和坝基岩体塑性区域发展贯通过程。清峪水库重力坝深层抗滑稳定使用强度折减弹塑性有限元分析得到的安全系数为3.0~3.2,与规范推荐的刚体极限平衡双斜面稳定计算结果 3.039~3.667具有一致性,表明采用滑移面上位移发生突变及塑性区贯通作为坝基失稳破坏的判断准则是合理的。     

坝基深层滑动稳定计算中若干问题的研讨

坝基深层滑动稳定问题,涉及到基岩的许多地质不定因素:如岩体抗剪强度指标的选取,力学分析的方法,安全系数的采用,滑动面上扬压力的计算,下游抗力体和侧向切割面的抗滑作用等。本文结合继光水库坝基深层滑动稳定的计算,就目前国内外对上述问题的不同认识作一简要评述,并提出某些见解与建议,提供讨论。     

严寒地区某拱坝地基综合变形模量分析

在采用拱梁分载法进行拱坝坝体应力分析时,需要合理确定坝基岩体的变形模量值。但坝基岩体通常是由各种不同类别的岩体构成的,用其中一种类别的岩体变形参数来代替整体或者对所有岩体变形参数进行简单的算术平均都不够精确,因而如何合理确定坝基综合变形模量对拱坝应力分析具有重要的意义。有限元计算拱坝坝基综合变形模量的方法可以求解由多种不同岩性的岩体、断层以及软弱夹层等构成的复杂岩体结构等效的变形模量。基于此方法,计算新疆某高拱坝的坝基综合变形模量,应用结果表明,采用该方法计算的地基综合变形模量坝体应力计算结果更合理,反映了实际地形地质条件对拱坝坝基变形的影响。     

一种确定圆弧滑动面均质边坡安全系数的弹性极限平衡方法

根据均质边坡的实际地质与几何特征，将其简化为无限大楔形体弹性力学模型，用经典弹性理论推导出了该力学模型对应的坡体内部应力分量的解析表达式。根据求出的应力表达式，对潜在滑动面形式为圆弧的边坡，结合极限平衡理论，采用坐标变换手段推导出了边坡安全系数的表达式。最后用简单算例验证了应用该安全系数表达式的可行性，同时将其计算结果与基于刚体极限平衡理论的条分法的结果之间的异同进行了比较。首次采用弹性极限平衡法确定了安全系数的解析表达式，具有一定的学术价值和实际意义。     

故县水库混凝土大坝平面有限元计算及安全性评估

通过有限元计算,对故县工程坝基低弹模岩层修筑混凝土高坝的稳定、应力、变形条件进行分析评价,并探讨深层滑动、摩擦系数、允许变位控制指标值等问题。从计算成果看,故县大坝断面由稳定条件控制,坝体应力满足重力坝规范要求,坝基低弹模岩石应力经点抗滑安全系数法评定,基本满足要求;从应方或变位上看,坝基深层滑动稳定均满足要求。但基础低弹模较软弱Ⅳ类岩体各坝段有少量单元超过允许应力界限,进入塑性应力区,基础应力条件并不富余。因此,从稳定、应力和变位诸条件综合分析,结合较软弱Ⅳ类岩体的具体工程条件,摩擦系数由0.7降到0.57～0.60是合适的,起到了扩大坝底断面的作用,保证了工程的安全。     

滇中红层坝基溶蚀岩体及物理力学特性研究

金沙江观音岩水电站双折混合坝中混凝土重力坝部分坝基位于中生代侏罗系中统蛇店组J2s砾岩、砂岩为主的滇中红层地层上,而岩石胶结物溶蚀现象不利于坝基岩体稳定。为此,在我国红层分布特点基础上,分析了滇中红层沉积、分布特征,系统地研究了红层坝基碎屑岩因胶结物溶蚀而出现的喀斯特现象以及岩体出现小的溶洞、溶孔、溶蚀裂隙及岩体解体、砂化、结构变坏等特征,并进行了红层坝基溶蚀岩体物理力学性质试验研究。结果表明:溶蚀岩体分布特征及其岩体质量力学参数指标达到Ⅲa和Ⅲb类岩体质量要求,坝基适当处理可满足建基面要求。研究成果为坝基建基面确定、溶蚀岩体地质缺陷处理提供了依据。     

知木林水电站调压井边坡稳定数值模拟研究

为验证知木林水电站调压井边坡的稳定性,利用FLAC3D数值分析软件对该边坡进行数值模拟计算,并结合Tecplot软件进行后处理,对调压井边坡位移场、应力场和塑性区分布规律及发展趋势进行了分析。结果表明,边坡竖直位移受自重应力控制,竖直位移在边坡后沿顶部处最大,为63.16 mm,水平位移场受岩体软弱结构面控制,最大水平位移为13.76 mm;边坡的初始地应力场主要受自重作用控制,局部受软弱结构面影响,最大、最小主要力主要表现为压应力,主应力的方向与边坡应力场分布规律吻合;边坡体内塑形破坏区并未连续贯通,正常工况下天然边坡整体稳定性较好,发生整体滑坡的可能性不大,剪应变集中区受裂隙松弛带和岩层分界面的影响,是潜在的滑动面。     

重力坝基础含缓倾角结构面岩体稳定计算分析

水文对三峡水利枢纽左岸厂房坝段有限元计算成果作了简介,并结合岩体的强度作了评价;对坝前和坝踵处产生较大的拉应力问题,通过对比计算提出了改进意见。文中针对坝基岩体存在绥倾角结构面这一不利的工程地质条件,引用坝工设计所沿用的安全系数这一概念,着重对深层抗滑安全度作了探讨和评价。此外,对有限元这个在其它领域行乏有效的计算方法应用到水工坝基稳定分析上的几个方面也作了肤浅的探讨。     

水电工程坝基岩体质量三维可视量化研究

传统的工程岩体质量分析局限于统计图表、柱状图及剖面图等形式,难以充分表达岩体质量的空间分布规律。以实测获取的大量岩体物理力学指标离散测试数据为基础,利用属性对象三维储层栅格结构建模技术进行DSI插值计算,构建了研究区域的岩体质量单因素指标属性对象模型;基于对象属性脚本编程进行多因素指标耦合运算,构建了岩体综合质量指标属性对象模型,直观表征了单因素及多因素指标耦合的岩体质量三维空间拓扑关系和细节特征。结合叶巴滩水电站高拱坝布置,基于邻近网格点或单元将属性值传递到建基面空间曲面及受力区坝基岩体的三维模型网格,建基面岩体质量云图和坝基岩体质量属性对象模型能够以色谱的形式可视化表征岩体质量特性和缺陷岩体的分布,属性统计图表高效量化比较了各方案的岩体质量优劣。     

溢流坝结构应力计算及其数值模拟分析

本文通过有限元数值模拟、理论计算等方法对溢流坝纵向和横向应力进行计算,研究各主应力工况应力分布规律,引进材料力学方法计算溢流坝不同荷载组合下的抗滑稳定安全系数和坝基面应力,并对溢流坝段结构稳定性进行定性分析和评价,为类似工程溢流坝结构设计和施工提供数据支撑和借鉴。     

百色重力坝坝基复杂地质条件渗流特性分析

针对百色水利枢纽碾压混凝土重力坝存在的一些不利因素:坝基岩体地质条件复杂,上游面坝踵区存在一定蚀变带岩体,6号坝段坝基有贯穿坝基上下游的破碎带,且坝基岩层之间有岩层节理面并由此产生渗透各向异性,在充分考虑这些不利因素影响的基础上,采用三维有限单元法,对坝基渗流场进行分析计算,综合论证和评价了坝基的渗流场特性,并推选出坝基防渗和排水设施的渗控方案.     

龙滩碾压混凝土大坝建基面开挖轮廓设计

龙滩碾压混凝土大坝为目前世界上已建或在建最高的碾压混凝土坝,最大坝高216.5m。其坝基工程地质条件优越,坝基岩体较完整,力学强度高,大坝不存在沿坝基础深部的滑动失稳条件。设计中对龙滩碾压混凝土坝整体稳定控制面的确定,坝基可利用岩体选择,开挖轮廓设计,岩体质量检测标准及地质缺陷处理等均做了分析论证,从目前声波检测成果看,坝基岩体均满足合格标准。     

黄石板岩山危岩岩体力学性质试验研究

 对区内主要岩层进行了较系统的试验研究，包括岩体结构的野外调查、岩块与结构面室内试验、岩体力学原位试验及岩体力学参数经验估算等。对各种试验数据进行了分析整理，得到了岩块、结构面及岩体的物理力学性质参数。然后用岩体分类及Hoek Brown经验方法对各类岩体的力学参数进行了估算。在分析对比基础上，并考虑岩体所处地质条件，给出了各种岩体的计算参数建议值。有限元计算结果表明，参数建议值能较好地反映危岩区岩体的力学性质。     

瓦托水电站坝基抗滑稳定研究

瓦托水电站厂房为坝后式厂房,受引水管道底高程控制采用上游建基面高、下游建基面低的布置方式,导致坝基抗滑稳定计算存在沿坝基的双滑面滑动问题,本文拟定了3种传递方式,并分别进行抗滑稳定计算,最终的计算结果表明,采用坝基应力分配法比采用自重分配法抗力作用比系数可提高约10%,坝体自重分配法过于保守,不能真实地反映坝基岩体的载荷分布情况,因此对于特殊双滑面采用坝基应力分配法比较合理。     

西南某水电站坝基抗滑稳定性分析与研究

在大坝前期勘察期间,需要详细调查坝基岩体中存在的结构面,为坝基抗滑稳定提供可靠的地质边界条件,并为工程的顺利实施提供可靠的地质依据.以中国西南地区某水电站为例,结合重力坝布置方案,对坝基范围内坝基岩体分布特征、缓倾角结构面发育特征、裂隙连通率及断层发育特征进行了勘察、分析与研究.研究结果表明:建坝岩体主要为灰岩、间夹板...     

基于边坡稳定性的临界损伤质点峰值速度研究

为研究岩体爆破载荷作用下炮孔及边坡潜在滑动面近区的损伤特性,利用有限元强度折减法确定静载下边坡的折减滑动面,并基于此建立边坡的弹塑性本构模型进行数值模拟。将数值模拟结果与经典判据进行比较分析,确定不同损伤速度阈值下对应的爆心距及岩体破碎状态。同时基于边坡爆破数值模拟结果,探究有潜在滑动面的边坡岩体爆破时损伤、爆心距、质点峰值振动速度(v_PP)及岩石动态抗拉强度之间的关系,并分别通过经典判据、最大拉应力准则的v_PP判据和拉应力峰值与v_PP统计关系得到3个v_PP阈值,发现最大拉应力准则的v_PP判据获得的损伤阈值误差最大。此关系在实际工程中可对已有的基于最大拉应力准则的v_PP判据作出修正。     

松塔水电站右坝肩稳定分析

阐述了坝址区工程地质条件,分析了右坝肩软弱夹层的分布、厚度、产状及其物理力学性质,与库水位的关系,确定了可能的滑动面和拉裂面,当水库达正常蓄水位时,对右坝肩岩体浅层和深层滑动的各种可能组合进行了稳定验算。     

拱坝沿建基面抗滑稳定的体安全系数及其工程应用

对于坝基岩体发育有顺坡向结构面等复杂地质条件的拱坝,通常需要核算大坝沿建基面单滑面或多个平面组成的复合滑裂面的抗滑稳定性,但目前尚无为工程界公认的计算方法,现行拱坝设计规范也未作出明确规定。本文采用非线性有限元与传统的刚体极限平衡法相结合的分析方法,将滑裂面、坝基面、临空面与结构面相互切割、组合形成的潜在滑体作为研究对象,以坝基岩体内部发育的陡倾角结构面为分界面,将滑体离散为多个按串联或并联方式排列的块体,利用各块体的静力平衡条件与相邻块体间的变形协调条件,分析滑体在拱推力等外力作用下的抗滑稳定安全系数,即体安全系数。结合小湾拱坝工程,开展大坝沿坝基岩体发育的浅层卸荷裂隙抗滑稳定性的分析计算,通过实例分析表明本文方法的合理性与工程实用性。