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。     

冲击荷载作用下混凝土重力坝破坏特性分析

冲击荷载作用下混凝土重力坝破坏特性较静荷载作用下要复杂得多。采用钢板均匀冲击模拟水下循环冲击波对混凝土重力坝的作用,试验遵循几何和重力相似准则,对模型重力坝进行均匀冲击破坏特性研究,得到模型坝体的动力破坏特性,并对裂缝位置和扩展情况进行定位和追踪。试验结果表明:当坝体遭受循环均匀冲击荷载时,上游坝面坝体最大动应变不再在坝踵处,而是位于坝体中部;坝头部位是抗冲击的薄弱部位,最先出现开裂破坏;坝体破坏模式包括贯穿性断裂、碎裂、层裂和抛掷等。试验结果可为大坝的运行管理、防爆抗振设防及安全评价提供理论依据和技术支持。     

基于ADINA的重力坝动力响应及抗滑稳定性研究

利用有限元软件ADINA建立某拟建重力坝坝体-地基三维仿真模型,通过在坝基截断边界上设置黏弹性人工边界方式来模拟远域地基辐射阻尼对地震波产生的影响,基于时程分析法对该重力坝在设计地震及校核地震作用下的抗震能力进行分析,并对设计地震动进行超载,以坝基塑性区贯通为失稳判别标准,对该重力坝的深层抗滑稳定性进行研究。结果表明,设计地震及校核地震作用下,该重力坝的顺河向及竖向位移最大值均产生于坝顶位置;设计地震下,坝体仅在上游坝面坝踵前缘反弧段发生损伤开裂;校核地震下,下游折坡处也出现了轻微的损伤;设计地震动超载2.5倍时,该重力坝发生了滑动失稳。     

碾压混凝土重力坝动力模型破坏试验研究

采用仿真混凝土材料研究碾压混凝土重力坝不同坝段模型在地震荷载作用下的破坏特征.通过施加不同的地震波,研究各种坝段的动力特性,并在此基础上进行了大坝的超载破坏试验,分析研究了重力坝各坝段的极限承载力和变形破坏机理,对比评价各坝段的抗震性能.试验结果表明,各坝段均首先在坝头部位发生开裂损伤,随着输入地震动加速度的逐级增加,不同坝段出现破坏的部位和破坏程度有所变化.试验结果为工程设计和全面定量评价重力坝各坝段的抗震性能提供重要依据.     

重力坝坝头孤立坝体在地震作用下的抗滑分析

假设坝头处的贯穿性裂缝为一水平直线型裂缝,尝试用Newmark滑块位移法和普通的线弹性有限元时程分析相结合,近似计算这种带有贯穿性裂缝重力坝的上部孤立坝体在地震荷载中产生的滑动位移,评估了其抗震性能,并将Newmark法所得的结果与有限元接触模型的结果做了对比。计算结果表明这种受到损害的坝体确实具备一定的抗震能力,Newmark滑块位移法在合适的条件下能得到很好的结果,可用于近似计算已受损的重力坝上部孤立坝体在地震荷载中产生的滑动位移。     

地震作用下土质斜坡稳定性的数值模拟

为分析研究地震作用下斜坡的稳定性,采用Phase2有限元软件,建立考虑最不利荷载对斜坡稳定性影响的数值模型,分析地震水平峰值加速度0.1 g条件下不同监测位置模拟的位移和地震加载时间关系曲线以及斜坡位移场、应力场和剪应变增量的变化情况。研究表明受水平地震加速度的影响,坡面法向应力减小,下滑力增加,沿着滑动面向下移动;斜坡中部位移极值达到0.36 mm,地震加载时间4 s时处于失稳状态。随着地震加载时间的增加,斜坡发生累计破坏效应,强震作用下斜坡最易于发生瞬时溃滑。     

地震作用下孔隙水压力对边坡动力稳定性的影响

以某水库堤坝为研究对象,研究了地震作用下孔隙水压力对边坡动力稳定性的影响。先分析地震荷载引起的渗流场时程变化,再与应力场进行耦合,分析坝坡稳定性。渗流场和震动场分析采用有限元法,坡体稳定性分析采用极限平衡法。结果表明:地震作用会激发超孔隙水压力的增长,是否考虑地震荷载和孔压变化的耦合效应会使得稳定性分析结果有较大差异。不考虑该耦合作用时,边坡易发生浅层滑动,滑动面较平坦,易高估堤坝的抗震稳定性;考虑该耦合作用时,滑面位置明显深入,易发生深层滑动。孔压的累积效应可能是两相介质边坡动力失稳的关键因素。因此,地震作用下孔隙水压力对边坡动力稳定性分析具有至关重要的作用。     

基于时程法的重力坝动力抗滑稳定研究

以重力坝整体失稳破坏为评判准则,研究地震荷载作用下重力坝的抗滑稳定性,根据塑性区分布情况、计算收敛性以及瞬时安全系数可综合判断大坝的安全度。从分析结果来看:无论是沿建基面的抗滑稳定,还是坝基软弱结构面的深层抗滑稳定,随着地震加速度的增大,塑性区都逐渐增大,并最终出现贯穿性塑性区;沿滑动面的安全系数随地震加速度时程的变化而变化,最小安全系数分布与塑性区的发展情况类似,因此可对塑性区分布和瞬时安全系数进行综合评价后再对坝体抗滑稳定性进行判断。     

官地碾压混凝土重力坝的抗震分析

在西南高地震烈度区建设160m级高的官地碾压混凝土重力坝,其抗震安全性成为大坝设计的关键因素,对大坝进行抗震安全评价具有十分重要意义。本文采用时程分析法计算了该碾压混凝土重力坝非溢流坝段的动力响应,研究该坝在地震中的安全性,并提出抗震措施。计算结果表明,在Ⅷ度地震设防烈度下,坝头部位是大坝的抗震薄弱环节,提高坝头部位混凝土的抗拉强度,可以提高大坝的抗震性能。     

复杂地基上重力坝深层抗滑稳定分析

对于地基中含有多条软弱带、裂隙等可能构成多种组合滑动形式的重力坝深层抗滑稳定问题,由于滑动面不明确,无法采用传统的刚体极限平衡法进行分析.强度折减法无需假设滑裂面,根据特征点位移突变以及塑性区贯通等判断准则可确定整体稳定性.采用强度折减法,分析了某重力坝加固前后在正常荷载组合及地震工况下的深层抗滑稳定安全系数.计算结果表明,各种工况下坝基抗滑稳定安全系数均满足要求;设置齿槽加固后安全系数得到提高.     

阿海水电站厂房坝段地震破坏试验研究

采用和混凝土力学性能相似的仿真混凝土材料,结合振动台试验技术,对模型进行合理设计。采用逐级加载方法,研究阿海碾压混凝土重力坝厂房坝段在地震荷载作用下的动力破坏发展过程及地震破坏形态。试验结果表明:引水管和坝体相交的坝头部位是厂房坝段的抗震薄弱部位;大坝开裂后坝体的整体刚度迅速下降,可以结合坝体基频、残余应变的变化以及对坝体表面宏观裂缝的观察,综合分析大坝的损伤破坏过程。试验结果为工程设计人员进行大坝抗震设计提供了参考。     

地震作用下不定位块体动安全系数计算与评价方法的探讨

用块体理论分析方法中的矢量分析方法计算块体动安全系数,具体的研究思路是：首先输入构成不定位块体所需的结构面和临空面信息,然后根据有限性定理和可动性定理判断块体的有限性和可动性,在块体可动的基础上,再找出块体在自重和地震荷载共同作用下的滑动模式（脱离、单面滑动或双面滑动）,并求出块体在该滑动模式下的安全系数,通过循环所有的地震时刻,得到了动安全系数时程曲线。考虑到不同区间安全系数的权值,提出了一种新的动安全系数评价方法,对动安全系数的评价指标做了探索工作。     

重力坝及下游面浅槽钢衬压力管道抗震性能研究

本文分别研究了浅槽钢衬压力管道位于刚性和弹性基础上的动力响应规律，给出了重力坝和下游面浅槽压力管道各典型部位在地震荷载作用下的动位移及动应力，为该类型大坝设计提供了参考依据．     

地震作用下混凝土重力坝破坏过程与破坏形态数值仿真

在考虑混凝土材料细观非均匀性影响的基础上,探讨了在材料参数和地震动等不确定性因素影响下混凝土重力坝的破坏过程和破坏形态。通过对金安桥混凝土重力坝的180个样本的非线性数值模拟统计分析,得到了不同地震作用水平下的大坝损伤破坏情况,并提炼出四种典型的破坏形态。计算结果表明随着地震动的增大,大坝损伤总体上趋于严重,但也存在高地震动水平下轻微损伤的情况。典型的破坏形态除了坝头折断、坝踵开裂以外,还发现了下游面起裂、贯穿至上游的情况,且随着地震峰值加速度的增大而越发明显。这对于全面了解重力坝地震损伤的薄弱环节,优化抗震措施提高大坝抗震能力是十分有意义的。     

地震作用下混凝土重力坝破坏过程与破坏形态数值仿真

在考虑混凝土材料细观非均匀性影响的基础上,探讨了在材料参数和地震动等不确定性因素影响下混凝土重力坝的破坏过程和破坏形态。通过对金安桥混凝土重力坝的180个样本的非线性数值模拟统计分析,得到了不同水平地震作用下的大坝损伤破坏情况,并提炼出4种典型的破坏形态。计算结果表明随着地震动的增大,大坝损伤总体上趋于严重,但也存在高地震动水平下轻微损伤的情况。典型的破坏形态除了坝头折断、坝踵开裂以外,还发现了下游面起裂、贯穿至上游的情况,且随着地震峰值加速度的增大而越发明显。这对于全面了解重力坝地震损伤的薄弱环节,优化抗震措施提高大坝抗震能力是十分有意义的。     

基于FOA法搜索危险滑动面的三维极限平衡分析

针对三维极限平衡法分析边坡稳定时不能搜索最危险滑动面的问题,以索风营水电站Dr2危岩体加固工程为研究对象,采用果蝇优化算法搜索危岩体的滑动面,采用改进的三维极限平衡法对危岩体进行抗震稳定计算,提出基于果蝇优化算法的危岩体危险滑动面搜索方法,并分析了危岩体各种加固措施对稳定的贡献度。结果表明:加固后的危岩体在地震工况下可以维持稳定,其中泥岩灌浆对稳定的贡献最大,顶部锚索贡献最小。该方法弥补了传统极限平衡法无法所搜滑动面的缺陷,提高了边坡失稳的预测精度,可为类似工程提供一定的参考。     

不同地震波荷载作用下重力坝破坏模型差异研究

随机性是地震荷载重要的特征因素之一,在抗震设计中不容忽视.本文选取金安桥重力坝作为研究对象,对大坝处于不同地震波荷载作用下的破坏模式差异展开研究,探讨不同类型地震荷载作用下重力坝的失效特征及动力响应,可以为重力坝抗震设计提供依据.研究结果显示,不同地震波荷载作用下重力坝的破坏模式存在明显差异,大坝位移变化幅值、损伤演化速度与输入的地震动荷载参数关系紧密.因此受地震荷载随机性影响,结构潜在的易损区域并不能仅通过某条单一地震波分析确定,需加强地震荷载频谱特性与结构动力响应相关性的研究.     

某重力坝考虑混凝土拉压损伤的地震响应分析

本文结合某实际重力坝工程,采用有限元软件ABAQUS的混凝土材料塑性损伤本构模型模拟了其混凝土材料在地震荷载作用下拉压损伤、拉压转换的全过程,并通过地震超载的方式使混凝土重力坝逐步达到极限状态,探讨了混凝土重力坝拉压损伤演化过程和变化趋势。通过与仅考虑混凝土受拉损伤在不同地震超载系数下的计算结果对比,还考虑混凝土受压损伤对重力坝强震破坏过程和极限抗震能力分析的影响。研究结果表明,同时考虑拉压损伤和只考虑拉损伤的极限抗震能力相同,且重力坝的强震损伤极限状态主要是由受拉损伤控制,同时在多轴应力状态下,拉压损伤有可能在同一部位同时出现。     

应用遗传算法搜索碾压混凝土坝滑动面的研究

通过对高碾压混凝土坝进行有限元仿真分析得到坝体应力场,将坝体抗滑稳定安全系数与遗传算法的适应度函数相联系,利用遗传算法搜索不同层面力学参数下的临界滑动面,得到碾压混凝土坝滑动面形状随抗剪强度指标的变化规律以及地震动超载对滑动面形状的影响。结果表明,当抗剪断参数较小时,坝体的破坏趋近于层面剪切破坏,随抗剪断参数的增大,滑动面形状接近于常态混凝土坝的滑动面。     

基于离散元的滑塌式危岩体失稳机理研究

为了研究滑塌式危岩体在地震动作用下的响应规律和失稳机理。以大渡河双江口水电站２７＃ 危岩体为例,利用离散单元法对滑塌式危岩体在地震作用下的动力破坏情况进行数值模拟。结果表明: 滑塌式危岩体在地震荷载作用下发生破坏后,失稳块体的运动主要分为三个阶段:启动准备阶段、加速 下滑阶段、滞留稳定阶段。结论揭示了地震作用下块体以滑动为主,滚动为辅的失稳规律,为危岩防灾 减灾提供参考和借鉴。