三维快速拉格朗日法进行小湾拱坝稳定分析

三维快速拉格朗日分析是基于三维显式有限差分法的数值分析方法，它可以模拟岩土或其他材料的三维力学行为，可以准确地模拟材料的屈服、塑性流动、软化直至大变形。由于采用显式差分法，它尤其适合于材料的弹塑性、大变形分析以及施工过程的模拟。本文首先介绍了三维快速拉格朗日分析的基本原理及其特点，然后用美国Itasca Consulting Group Inc.开发的三维快速拉格朗日分析程序FLAC-3D进行了小湾拱坝的应力变形分析和参数敏感分析。     

三维快速拉格朗日法在小湾拱坝稳定分析中的应用

三维快速拉格朗日分析是基于三维显式有限差分法的数值分析方法，它可以模拟岩土或其他材料的三维力学行为，可以准确地模拟材料的屈服、塑性流动、软化直至大变形。由于采用显式差分法，它尤其适合于材料的弹塑性、大变琪分析以及施工过程的模拟。本文首先介绍了三维快速拉格朗日分析的基本原理及其特点，然后用美国Ｉｔａｓｃａ Ｃｏｍｓｕｌｔｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｉｎｃ开发的三维快速拉格朗日分析程序ＦＬＡＣ－３Ｄ进行了小湾     

液化场地堤坝地震响应的自适应步长法数值模拟

土体在地震液化过程中表现为较强的材料非线性，此时动力数值分析中时间步长过大必然导致较大的误差。本文在水土耦合弹塑性有限元法和Newmark时域离散法的显式动力液化数值分析平台上，引入时域离散后验误差评估方法，并基于误差评估结果进行了时间步长的自适应调整，建立了基于自适应时间步长的液化动力数值分析方法，并将此方法应用于液化场地堤坝的地震响应数值模拟。通过分析堤坝算例，对比了自适应时间步长法和固定时间步长法计算的堤坝变形、超孔隙水压力比和平均相对误差等的变化规律。结果表明自适应时间步长法在土体动力液化显式数值分析中可以获得较高的计算精度，同时也可以提高计算效率、节省计算时间。     

龙滩水电站左岸进水口边坡三维位移反分析

 以龙滩水电站左岸进水口边坡为例,采用正交设计、神经网络和遗传算法建立了力学参数的联合位移反分析模型,反演了边坡岩体的综合力学参数。进一步针对高边坡施工期的工程特点,利用显式有限差分法程序FLAC3D对进水口边坡施工过程进行了三维弹塑性仿真模拟。基于该反演参数的正分析计算结果表明,计算位移与监测位移趋势一致,量值吻合,所得参数是合理的。最后分析了开挖完成后边坡岩体的应力分布和变形规律,并对边坡的整体稳定性进行了评价。     

拱坝河谷三维地震动分析

应用半无限相似单元模拟远场，通过动量守恒定理确定辐射阻尼，建立了有限元离散近场的三维波动计算模型。采用中心差分法，可形成显式积分格式，整个近场域具有相同的精度与稳定性。对于规则半无限域数值计算结果与理论值符合很好，说明本文模型是有效的。最后，将此应用于半圆形及不规则拱坝河谷，计算结果表明地形影响显著，特别是薄弱山体地震动放大现象严重。     

考虑覆盖层渗流作用的防渗墙应力变形分析

采用三维非线性有限元方法分析深覆盖层上面板堆石坝防渗墙应力变形特性。采用邓肯-张E-B模型模拟覆盖层和坝体材料的本构关系,采用接触摩擦单元模拟防渗墙和覆盖层之间的相互作用。考虑覆盖层地基的多孔介质属性,进行覆盖层地基渗流作用的防渗墙应力变形计算。分析了防渗墙施工顺序对墙体应力变形特性的影响,以及悬挂式防渗墙的应力变形特性。计算结果表明防渗墙靠后的施工顺序可以改善墙体的应力变形性状,悬挂式防渗墙贯入深度越小,其应力变形特性越趋于安全稳定。     

液化场地堤坝地震响应的自适应步长法数值模拟

土体在地震液化过程中表现为较强的材料非线性,此时动力数值分析中时间步长过大必然导致较大的误差。本文在水土耦合弹塑性有限元法和Newmark时域离散法的显式动力液化数值分析平台上,引入时域离散后验误差评估方法,并基于误差评估结果进行了时间步长的自适应调整,建立了基于自适应时间步长的液化动力数值分析方法,并将此方法应用于液化场地堤坝的地震响应数值模拟。通过分析堤坝算例,对比了自适应时间步长法和固定时间步长法计算的堤坝变形、超孔隙水压力比和平均相对误差等的变化规律。结果表明自适应时间步长法在土体动力液化显式数值分析中可以获得较高的计算精度,同时也可以提高计算效率、节省计算时间。     

重力坝深层抗滑稳定失稳判别标准探讨

深层抗滑稳定是重力坝设计中的重要问题。传统的刚体极限平衡法虽然计算简单且有丰富的工程实践,但无法分析坝基的破坏发展过程。数值分析可以模拟坝基应力、变形和破坏机理,在深层抗滑稳定分析中逐步得到广泛应用。基于有限单元法和有限差分法,通过强度折减分析重力坝深层抗滑稳定,探讨了不同失稳判别准则下稳定安全系数的差异性。以葛洲坝水利枢纽为例,采用有限单元法和FLAC3D显式差分法进行了重力坝深层抗滑稳定分析。结果表明,采用塑性区贯通判别准则进行抗滑稳定分析可行有效,控制标准可取为塑性区达到建基面宽度的15%。研究成果可为重力坝深层抗滑稳定设计提供参考。     

某电站地下洞室群围岩稳定及支护效果数值分析

利用三维拉格朗日有限差分法,研究了某电站地下洞室群围岩稳定性,模拟了洞室开挖过程和支护过程,分析了洞室群围岩的变形形态、应力状态和塑性区分布。最后,综合评价了某电站地下洞室群围岩稳定性。     

岩溶回填改善地下洞室群围岩稳定性的数值分析

 岩溶是石灰岩地区地下水作用的过程与结果，是隧道洞室所面临的不良地质现象之一。结合岩溶系统区域内大型地下电站的建设，采用显式有 限差分法模拟地下厂房的施工开挖，分析了岩溶系统对地下厂房洞室群围岩稳定性的影响，
评价了溶洞回填处理措施的加固效果。     

因素分析法在观测数据处理上的应用

应用因素分析法进行大坝监测数据的整体分析，文中讨论了数学模型、因素提取的特征值法、旋转变换与因素解释等问题.计算示例表明，确能从大量观测数据中提取出含义明确的关键因素，它们与坝体变形性质吻合；由因素分析模型复制得到的数据与原数据很接近，有很高的相关系数；利用因素分析还能对观测数据进行检错、校正与补缺。     

紧水滩拱坝坝肩稳定分析与处理的几个问题

紧水滩工程是我国首批建成的百米以上双曲薄拱坝，对坝岩岩体要求较高。分析中采用了三维有限元和刚体平衡法以及坚岩包络线法等。坝肩岩体断裂发育，研究中采用了滑型的组合分析与相应的稳定计算，对坝肩稳定进行了不确定因素的敏感性分析。坝肩岩体处理中确定以保护与强为主的原则，施工简单可靠，效果较明显。     

用结构分析法拟定大坝变形二级监控指标

将力学模型引入大坝安全监测领域，结合变形监测资料，提出了利用三维粘弹塑性理论拟定大坝二级监控指标的原理和方法。应用上述理论和方法拟定了佛子岭大坝变形二级监控指标，取得了安全监控大坝的实效。     

基于 ANSYS 的拱坝三维有限元等效应力分析

有限单元法可处理多种复杂的边界条件,计算过程更严密,在拱坝应力分析中已广泛应用。通过对坝体的离散化,将坝体离散为相互作用的单元和节点进行复杂条件下的应力分析。采用 ANSYS 分析软件计算了某水库单曲浆砌石拱坝在多种荷载组合作用下的坝体应力及变形,实现了等效应力的参数化计算,并与拱梁分载法计算成果进行对比分析,进而对拱坝结构安全性进行分析评价。     

基于面板数据分析方法的混凝土拱坝变形数据时空聚类模型

变形数据可以直接表征混凝土拱坝安全状况,但传统变形分析一般仅针对单个监测点,不同监测点之间变形的相似和关联性质仍有待挖掘。基于时空数据挖掘领域的聚类方法,分析混凝土拱坝变形序列的变化过程,提取变形序列的相似性特征;提出混凝土拱坝变形数据不同时间截面、不同测点变形序列的绝对距离、增量距离、增速距离3种相似性指标及相应的综合距离指标,由此定量分析变形时间截面和变形空间测点的相似程度;利用Ward联结聚类方法,对混凝土坝变形时段及相应变形区域进行划分;在此基础上,建立基于面板数据分析方法的高混凝土坝变形测点聚类分析模型,并结合工程实例,验证时空聚类模型的聚类效果。结果表明所提出的聚类相似性指标合理,时空聚类模型便捷、有效,可用于研究大坝相时段变形状态。     

清江隔河岩大坝1998年变形分析

 1998年8月8日，清江流域超过了千年一遇的洪水标 准，隔河岩大坝蓄水位高达203.94 m，超出正常蓄水位3.94 m，对长江下游防洪渡汛起了巨 大的作用。在进行隔河岩大坝1998年变形监测资料分析中，选择3条横线(坝顶206 m高程、 坝体145 m高程和坝基)，4条竖线(右拱座#10坝段、拱冠#15坝段、左拱座#21坝段和 重力墩#26坝段)的分析路径，采用物理推断法对变形量大的测点作了特征值分析；针 对呈多峰曲线型的监测数据，采用广义线性多项式逐步回归方法建立了变形模型；最后对大 坝工作状况作出初步分析。     

基于ANSYS的石膏山拱坝三维弹塑性分析

利用大型商用软件ANSYS对石膏山水库单曲拱坝进行了三维弹塑性分析,阐述包括工程地形、坝体温度的整个拱坝的建模方法过程,根据弹塑性分析成果复核了原设计中的多拱梁分载法,对工程设计和施工提供了重要参考和指导。     

基于响应面法的拱坝结构可靠度研究

针对拱坝构造复杂,基岩和筑坝材料具有非线性特性,可靠度分析十分困难的问题,将可靠度计算的响应面法与拱坝应力分析的有限元法相结合分析坝体的可靠度,即:坝体应力与变形的计算采用三维非线性有限元法,可靠度计算采用二次响应面法.以福建省永泰县大洋水电站拱坝为例,分析了该拱坝上游面和下游面的可靠度,得出了可靠指标的变化规律.与其...