基于强度折减法的土石坝稳定性分析及失稳判据选择研究

针对强度折减法分析土石坝稳定性的研究较少且失稳判据不统一的现状,基于ＦＬＡＣ３Ｄ建立某 水库土石坝模型,用强度折减法分别计算该土石坝在正常蓄水位渗流稳定期及水位骤降条件下的稳定 安全系数,同时针对强度折减法中三种失稳判据计算结果不统一的现象,分析坝体材料参数与失稳判据 计算结果统一性之间的关系,并进一步探讨基于强度折减法的土石坝失稳判据的选择方法。结果表明: 该土石坝在渗流稳定期稳定性较好,而水位骤降会导致坝坡稳定安全系数迅速减小;剪胀角和抗拉强度 对强度折减法三种失稳判据的计算结果均有一定影响,计算中应重视其取值。     

基于强度折减法及流固耦合的土石坝稳定性分析

为了使土石坝坝坡稳定分析结果更加符合工程实际,笔者先后使用ABAQUS有限元软件实现了以强度折减法求解坝坡安全系数,以渗流理论分析了土石坝的渗流稳定,以及求解了考虑流固耦合的土石坝坝坡安全系数。结果表明:有限元强度折减法比极限平衡法更合理、更准确,采用ABAQUS对非饱和土进行稳定渗流分析是合理的、可行的,考虑流固耦合求解土石坝坝坡安全系数更符合工程实际情况,所得结果更加准确。     

土石坝坝坡稳定三维有限元强度折减法计算分析

应用三维有限元强度折减法对两河口土石坝进行坝坡稳定性分析,将坝体典型断面特征点竖直向与顺河向两者的合成位移矢量与强度折减系数之比作为判断坝坡破坏的标准,当其比值出现突变或达到极限值时即认为坝坡处于极限平衡状态,此时的强度折减系数即为坝坡的安全系数。利用临界破坏状态时坝坡的位移矢量等值线图来研究潜在的滑动面的位置及形状。分析表明:强度折减法计算得到的坝坡稳定安全系数比条分法略小,利用坝体典型断面特征点处的竖直向与顺河向的合成位移矢量的变化趋势作为坝坡破坏标准,物理意义明确,结果可靠。同时,在一定范围内,施工荷载分级越多,坝坡稳定安全系数相应增大;蓄水分级越多,对坝坡的稳定越有利。     

基于Plaxis强度折减法的土石坝坝坡稳定分析

通过Plaxis有限元软件,应用其提供的Phi—c折减方法,对坝坡的稳定性进行分析。当坝坡失稳破坏,有限元计算将不收敛,用这种判断方法得到此时的折减系数作为坝坡稳定安全系数,同时得到滑裂面位置及动态失稳模拟。对计算结果的精度做了对比,与Bishop法和有限元软件Abaqus计算结果相差为2％-3％,计算结果在两者之间,证实了其准确性和工程实用性。     

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.     

先锋岭水库水位下降期坝坡稳定分析

先锋岭水库水位下降期,由于坝体内孔隙水压不能及时消散的影响,坝体内的水无法排出,久而久之其水位便会高于库内水位。长期的高水位运行容易降低坝坡的稳定性,导致坝坡应力失去平衡而出现失稳情况,给水库的安全运行埋下安全隐患。为了能够确定先锋岭水库加固后大坝的坝坡稳定安全系数,分析了库水位下降期渗流稳定、坝坡稳定情况,并通过采用极限平衡法与有限元法对库水位下降期坝坡稳定性进行计算。结果表明,当渗透比降小于0.3 J时,坝坡稳定安全系数会随着库水位的下降变得稳定;当渗透比降大于0.3 J时,坝坡稳定安全系数会随着库水位的下降而下降。本次坝体水位骤降时的渗透比降是0.292 J,小于允许渗透比降,其背水坡、迎水坡在多种工况下的抗滑安全系数均满足设计规范要求值,并不存在不利水位。     

刚性防渗墙提高土石坝坝坡稳定性的作用机理分析

通过依托大型非线性有限元软件ＡＢＡＱＵＳ,运用有限元强度折减法,分析了增建防渗墙前后土 石坝的渗流场、应力场的变化以及上、下游坝坡稳定安全系数的变化,探讨了防渗墙对坝坡稳定的影响 规律。结果表明:增建防渗墙可对坝体渗流场起到明显的截流作用,提高下游坝体的有效应力场,同时 也提高了下游坝坡稳定的安全系数,从而使土石坝坝体的整体稳定性得到增强;提出的三种失稳评价标 准在求解坝坡稳定强度折减系数方面具有合理性和适用性;选取适当刚度的防渗墙在增强坝体整体稳 定性同时能兼顾经济和安全。     

计算边坡安全系数的坡角增大法及其应用研究

边坡稳定分析方法很多,经典的极限平衡法并不能给出唯一的安全系数值而且复杂抽象;强度折减法虽然简捷实用,但无法反映出边坡失稳的机理。基于土工离心原理和极限平衡原理,提出了既简单直观又反映边坡失稳机理的坡角增大法,即通过不断施加增大的边坡坡角,增大下滑力,减小抗滑力,直至边坡失稳达到极限状态破坏为止,最终建立坡角与安全系数的关系。通过算例并与传统极限平衡法和有限元强度折减法相比,结果表明,坡角增大法在低地下水位边坡工程稳定分析中的应用是切实可行的,为边坡稳定分析提供一种新的研究思路。     

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。     

心墙堆石坝坝坡稳定的有限元分析

文章阐述了强度折减法求解边坡稳定安全系数的分析方法,并结合ABAQUS软件对某一心墙堆石坝坝坡进行稳定性分析。计算结果表明:该方法可以较直观、清晰地预测出边坡潜在破坏面的位置、形状及评价坝坡的稳定性,且大大提高了计算效率。     

河床覆盖层厚度对土石坝边坡稳定的影响分析

为探讨河床覆盖层厚度对土石坝边坡稳定的影响程度,采用有限元强度折减法进行了计算和分析.在坝体条件相同的情况下,分别计算了覆盖层厚度为0、5、10、15和20m时的坝坡稳定安全系数.结果表明:覆盖层厚度越大,坝坡的安全系数越小.但是当覆盖层厚度达到1倍坝高时,安全系数就趋于稳定,不会再随覆盖层厚度的增加而减小.     

基于强度折减的边坡稳定安全系数有限元迭代解法

讨论有限元强度折减法的失稳判据,结果表明:失稳判据对安全系数影响较大,对临界滑动面形状和位置的确定影响不大。在此基础上,提出基于强度折减的边坡稳定安全系数有限元迭代解法,先用强度折减法搜索滑动面,再按滑动面已知边坡用迭代解法求解稳定安全系数。该方法充分结合了强度折减法和迭代解法的优点,求解边坡稳定安全系数时效率快、精度高,可为实际工程参考应用。     

电厂贮灰坝稳定有限元分析

本文将渗透力作为初始应力施加到稳定性分析中,并基于有限元强度折减法对贮灰坝整体进行抗滑稳定计算,得到了初期坝和一级子坝加高贮灰坝坝坡的稳定安全系数,同时得出了不同干滩长度、不同灰渣层各向异性、不同排水褥垫淤堵程度等情况下对坝坡抗滑稳定的影响规律.分析表明,初期坝和一级子坝加高贮灰坝均具有良好的抗滑稳定性,并且随着干滩长度的增加,抗滑稳定安全系数越大,坝体越安全;随着水平与垂直渗透系数比值的增加,抗滑稳定安全系数逐渐减小,对坝体稳定越不利;随着排水褥垫淤堵程度的增加,抗滑稳定安全系数逐渐减小,对坝体稳定越不利.     

库水位骤降情况下土石坝坝坡稳定分析

库水位骤降时,土石坝坝体内浸润线高于库水位,较高的孔隙水压力和渗透力会导致上游坝坡失稳。英布鲁水电站土石坝设计过程中,采用饱和与非饱和渗流模型的有限元法分析得到库水位骤降条件下土石坝的非稳定渗流场,采用极限刚体平衡法计算得出上游坝坡的安全系数。结果表明:英布鲁水电站土石坝在水库敞泄时,上游坝坡的安全系数不满足规范要求;库水位按设计推荐的库水位降落速度控制,上游坝坡的稳定安全系数满足规范要求。     

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。     

某土石坝加固前后渗流及坝坡稳定性对比分析

针对某水库土石坝渗漏问题采用了"黏土斜墙+贴坡排水"的加固方案.本文对加固前后土石坝稳定渗流期和非稳定渗流期的坝体渗流及坝坡稳定性进行了分析.结果表明:与加固前相比,土石坝加固后的渗流量及渗透坡降均有所下降,上游坝坡安全系数升高,下游坝坡失稳概率大幅度降低.加固后的坝体稳定安全系数满足规范要求,说明所采用的工程加固措施是有效的、可靠的.     

基于有限元法的尾矿坝边坡三维稳定分析

以某尾矿坝实例为研究背景,分别采用三维有限元极限平衡法和有限元强度折减法对上游法筑坝的尾矿坝稳定进行分析。有限元极限平衡法基于有限元应力场结果与极限平衡分析方法计算边坡整体安全系数,采用粒子群算法搜索最小安全系数和对应的最危险滑动面。分析表明:三维有限元极限平衡法和有限元强度折减法呈现的边坡破坏形式一致,且有限元极限平衡法安全系数不受收敛判据影响,能获得准确的三维最危险滑动面和安全系数,还能提供滑动面上局部安全系数分布,提高了尾矿坝三维稳定分析的准确性。     

关于强度参数及计算方法对坝坡安全稳定性影响的研究

简述了2种基于极限平衡理论分析土坡稳定性的方法,利用SLOPE/W软件对某水库土坝边坡进行了稳定性分析,建立了坝坡稳定性的分析模型,研究了在各种库水位情况下坝坡的安全系数随土的强度参数的变化规律,以及强度参数对坝坡最危险滑弧形状和圆心位置的影响。并对Bishop法和太沙基法两种计算方法在土坡稳定分析中存在的差异进行了讨论。     

基于动态和整体强度折减法的边坡稳定性分析

基于动态和整体强度折减法,运用ANSYS、FLAC3D构建模型,对西南某岩质边坡不同工况下的稳定性进行动态分析。结果表明,坡体易沿泥岩、砂岩层内节理裂隙产生滑坡等地质灾害;整体强度折减法得出的塑性区域过大,与实际情况不符,动态强度折减法得出的塑性区域与实际情况相符;坡体在自然条件下较为稳定,但在降雨条件下边坡安全系数小于极限值,有发生失稳的危险。     

基于尖点突变理论的非均质土坡失稳判据分析

为避免失稳判据的主观人为性,将非线性突变理论运用于非均质边坡稳定性评价中。结合工程算例建立非均质土坡数值计算的力学模型,采用强度折减有限元法对土坡进行稳定性分析,通过建立坡体内部水平方向最大位移与强度折减系数的尖点突变模型,将失稳判据量化为一个确定的突变特征值,比较各级强度下的水平最大位移突变特征值与0的关系确定土坡稳定安全系数,并将所得结果与塑性区贯通判据、计算不收敛判据及Spencer法计算结果进行对比分析。结果表明:以尖点突变模型为失稳判据能确定出土坡稳定形态与强度折减系数的定量关系,展现土坡失稳过程的突变性,其物理意义明确,计算结果客观,求解出的安全系数精度较高。该失稳判据为非均质土坡稳定性分析的较优判据。