土基上厂房抗滑稳定承载能力极限状态与分项系数套改研究

现行的《水电站厂房设计规范》仍然以单一安全系数法为设计原则,该方法不能定量、科学地反映厂房工程的可靠性。该文遵照《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》（GB50199—94）,对厂房抗滑稳定承栽力极限状态表达式、土基上厂房抗力参数统计特征、分项系数进行了研究,较系统地提出了土基上厂房抗滑稳定的承载能力极限状态表达式及分项系数（套改）,并以厂房工程实例检验了其合理性。     

水闸闸室抗浮稳定承载能力极限状态分项系数套改研究

水闸工程已在水利水电工程中广泛应用,其结构的安全性需引起高度重视。但目前的单一安全系数法不能真实地反映结构的安全程度,宜采用分项系数极限状态设计法。水闸设计规范修订不仅包括结构的抗滑稳定及地基应力稳定,还需重视闸室的抗浮稳定。结合《（山区）水闸设计规范》修订之水闸结构设计分项系数套改研究选题,以《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》为指导,分析推导了闸室抗浮稳定承载能力极限状态方程,提出了对应的分项系数,辅以9座已建或待建水闸工程进行了成果合理性检验。     

山区水闸抗滑稳定目标可靠指标校准

按照<水利水电工程结构可靠度设计统一标准>(GB 50199-94)相关原则,首次采用"校准法"对山区水闸抗滑稳定目标可靠指标βT进行研究.通过对16座山区水闸工程的抗滑稳定安全系数复核,采用结构优化方法对可靠指标进行了校准,提出了安全级别分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级的山区水闸抗滑稳定目标可靠指标βT.该成果对水闸设计规范按分项系数极限状态设计准则的修订具有一定参考价值.     

土石坝抗滑稳定分析的分项系数设计法

土石坝坝坡抗滑稳定分析,以概率设计准则为基础,以可靠指标度量结构可靠性,采用以基本变量的标准值和分项系数表达的极限状态实用设计表达式进行设计,称分项系数设计法.介绍了5个分项系数和稳定分析公式,对引入的"相当安全系数"做了说明.     

水电站厂房抗滑稳定分项系数设计方法研究

依据GB 50199-1994的相关规定,开展了水电站厂房整体抗滑稳定的分项系数极限状态设计法研究,提出了厂房整体抗滑稳定安全度设置水平、结构重要性系数、地基材料性能分项系数、设计状况系数等的取值原则。采用工程经验校准法、可靠度分析法计算了沿建基面的抗滑稳定结构系数,并分别采用单一安全系数法和推荐的分项系数法按抗剪断强度公式进行了整体抗滑稳定计算。结果表明,按两种方法设计的水电站厂房抗滑稳定安全度水平较为接近,从而证明所提方法的有效性。本研究成果可为《水电站厂房设计规范》的修订提供参考。     

基于有限元法的闸室抗震安全评价

由于我国建设初期的水闸工程设计经验有限,未充分考虑到闸室抗震的实际需要,设计标准偏低,需要进行抗震安全复核。以某水闸为例,由于其初设时未考虑抗震因素,但水闸位于地震基本烈度Ⅷ度区,运用有限元软件ANSYS建立模拟水闸基础及上部结构的三维模型,采用模态分析反应谱法进行了地震动力计算分析。结果表明:地震荷载作用下闸室最大沉降为31.43 mm,闸底板平均沉降26.18 mm,处于安全范围之内;地基土层最大沉降变形集中发生于闸室地板边缘向下、土层Ⅰ、土层Ⅱ、土层Ⅲ上部,土层Ⅱ部分沉降变形30 mm左右,在8级地震下有可能发生液化。闸室最大压应力为0.465 MPa,最大拉应力为-76.76 k Pa,满足规范要求。闸室抗滑稳定性不满足要求,地震条件下闸室带阻滑板抗滑稳定安全系数为0.944,不带阻滑板抗滑稳定安全系数为0.708,均小于允许抗滑稳定安全系数1.05的要求,建议闸室拆除重建。     

无锡市张巷浜节制闸改造工程结构计算浅析

本文从改造工程概况、闸底板结构计算、闸室稳定计算三个方面对张巷浜节制闸改造中的结构计算进行分析。根据单宽板条平衡条件,推求不平衡剪力;依据剪力分布,采用积分法确定闸墩和底板剪力分配系数。针对性计算均布荷载、集中荷载、边荷载,核定闸室底板弯矩。依据《水闸设计规范》(SL 265—2001)要求,确定闸室稳定计算条件,列举地基应力、应力不均匀系数、闸室抗滑稳定系数、闸室抗浮稳定系数等计算方法。本文论证了节制闸改造工程的典型计算方法,阐明了计算过程,以期为类似节制闸改造提供借鉴。     

基于ANSYS的某水闸除险加固稳定性分析研究

依据某水闸除险加固设计方案,利用ANSYS建模与理论计算模型,开展水闸的渗流、翼墙及闸室应力稳定性分析,采用拆除全部闸墩,保留闸室底板;以1.5孔1联重新修筑底板结构;拆除上、下游全部翼墙,以原有底板地基重新设计建设对称分布重力式翼墙。研究获得了闸室在正、反向挡水工况下渗透压力最大值分布区域与渗透坡降值,均低于允许值0.15~0.25。分析获得了上、下游重新设计修筑后基底压力均满足设计要求,且下游翼墙基底压力高于上游翼墙,地震动因素能削弱翼墙抗滑稳定性。研究获得了闸室结构应力分布云图、地应力均匀系数及抗滑安全稳定系数,均满足规范要求,拉应力仅在局部区域出现,最大拉应力为2.74 MPa,低于材料抗拉强度。论文为病害水闸等水利工程除险加固稳定性分析提供一定的参考。     

闸室抗滑稳定的模糊随机可靠度分析

针对水闸观测数据偏少,水闸闸室稳定分析中出现的大量不确定因素等问题,在刚体极限平衡法的基础上,结合随机可靠度和模糊数学理论,对节制闸闸室抗滑稳定性模糊随机可靠度进行综合探讨。选取某水闸为例,考虑地基抗剪断参数的模糊随机性,对摩擦系数f、粘聚力c等模糊随机变量采用模糊截集,将闸室失稳状态和稳定状态之间的界限采用隶属度函数模糊化,考虑水平截集、参数负相关性、隶属函数的不同取值界限以及失效准则隶属函数选取对可靠指标的影响。对比计算结果可知,模糊可靠度更能真实反映闸室抗滑的稳定性,为闸室抗滑可靠性研究提供了一种新的方法。     

重力坝特殊双滑面深层抗滑稳定分析

深层抗滑稳定性是重力坝设计的重要问题。基于重力坝设计规范给出的标准双滑面刚体极限平衡法,介绍了计算特殊双滑面抗滑稳定性安全系数的刚体极限平衡法,并结合工程实例对特殊双滑面抗滑稳定性进行分析。对规范给出的双滑面抗滑稳定极限状态设计表达式进行了探讨,推荐了特殊双滑面极限状态设计的新表达式,并结合工程实例论证了新表达式的计算结果偏于安全。     

水闸闸室稳定结构体系可靠度探讨

水闸闸室结构最主要的失稳模式是滑动失稳、强度不够失稳和闸室上浮失稳.本文为了分析水闸闸室稳定性的结构体系失效概率,首先分别建立水闸闸室结构抗滑稳定性和应力强度稳定性以及抗闸空上浮的功能函数.然后利用结构可靠度分析一次二阶矩法中的验算点法分别对三种失效模式进行计算,得出四个相应的可靠度指标.将三种失稳模式视为串联系统,由界限区间法计算结构体系可靠度指标,最后由结构体系可靠度指标计算出水闸闸室稳定性的结构体系失效概率.     

闸坝深层抗滑稳定三维有限元分析

结合云南硕多岗河吊江岩水电站闸坝枢纽工程,运用大型有限元软件ANSYS,对泄洪闸段和地基进行三维有限元静、动力分析。计算结果表明,各工况下泄洪闸段的地基承载力及抗滑稳定均满足设计要求。     

水工混凝土结构分项系数设计法可靠度研究

本文对《水工混凝土结构设计规范》修订稿承载能力极限状态设计表达式中分项系数的确定方法及取值方案进行了分析计算和探讨，提出了相应的分系数取值建议。文中提出的确定分项第数的方法可概括为：根据各基本变量变异性的大小，事选选定合适的作用与材料性能分项系数，然后由给定的目标可靠性指标，用概率方法确定设计表达式中的结构系数，这种分项系数设置体系和方法，不仅物理意义明确，而且由于作用与材料性能分项系数可事先选定     

基于直接积分法的水闸稳定可靠度分析

随着计算机的发展,在计算非线性大变异的极限状态方程和懈决多模态相关问题的可靠度时,直接积分法具有很高的精度.依据直接积分的基本原理,通过理论分析解决了直接积分法的几个关键问题：积分区域的规则化处理,联合概率密度函数构成和多维数值积分计算;编制了能应用于可靠度计算的计算程序,并针对水闸抗滑稳定安全系数公式非线性的特点,借助随机参数的统计分析,计算出已建水闸稳定的可靠度指标和失效概率.与精确的Monte-carlo数值模拟法相比,两者非常接近,从而对水闸的稳定性和安全可靠性作出了评价.由计算可知,水闸稳定的可靠度指标β值受上游水位、摩擦系数f的影响更敏感些.     

周庄套闸工程安全性态分析研究

针对周庄套闸工程实际状况,在现状调查、现场安全检测以及工程复核计算的基础上,对该工程运行管理、建筑物强度和耐久性、闸门与启闭机安全状态、建筑物的渗透稳定和整体稳定性进行了分析评价,并利用有限元方法对建筑物承载能力进行了计算分析。分析结果表明,建筑物结构、闸门与启闭机均处于良好的安全状态,主要设计指标满足要求,对照《水闸安全鉴定规定》SL214-98得出该工程类别为一类闸,由此为单位运行管理提供了科学依据。更多还原     

标准值与均值、标准差合理配套对结构可靠度分析的作用

对某混凝土重力坝断面设计的安全系数法、承载力极限状态法（分项系数法）进行了比较及可靠度分析，对二者可靠指标大不相同的原因进行了比较分析。分析认为，标准值与均值、标准差合理配套是结构可靠度分析的关键。采用随机变量较多，且特征值小、变异性大的方案较安全。     

矩形渡槽槽身结构时变可靠度分析

为分析服役期内渡槽安全度变化，将时间离散法引入渡槽结构时变可靠度计算中。基于工程实例，建立矩形渡槽槽身纵向和横向两个方向3个部位的承载力和抗裂极限状态方程以计算时变可靠度，用蒙特卡罗法的计算结果验证其精度，并与动态可靠度法计算结果进行比较。结果表明：渡槽结构纵向承载力可靠度随服役年限下降，尤其在服役后期降幅远大于横向承载力，纵向承载力极限状态为渡槽寿命的控制状态；纵向和横向抗裂可靠度较承载力可靠度下降均较慢；由于初始值不高，底板抗裂可靠度在服役后期略低于目标值；时间离散法计算结果整体误差相对较小，尤其对服役后期的结构安全性评价更精确，其计算精度比动态可靠度法更高，因此，应用时间离散法进行渡槽可靠度计算和安全性评价更为合理。     

用Matlab实现加筋土结构整体稳定性可靠性分析

结构的整体稳定在结构设计中非常重要,特别是对较高的加筋土墙,该文将重点对加筋土挡墙进行整体稳定性的可靠性分析,通过将加筋体看成一般重力式墙,用圆弧法得到护坡的最危险滑动面及中心点,并建立极限状态方程,运用Matlab中实现蒙特卡罗法的编程。基于加筋土结构整体稳定性的可靠性分析,具有明显的理论意义和很大的实用价值。     

基于均匀设计-响应面-有限元法的软岩隧洞围岩与衬砌结构协同承载可靠性分析

软岩隧洞围岩力学特性和衬砌结构受力皆具有显著的随机性、未确知性等不确定性,基于确定性分析的结构安全设计方法往往难以全面合理地反映软岩隧洞工程的复杂性;传统的可靠度计算理论则对于由围岩和支护系统构成的地下结构真实的功能函数无法从理论上给出显式表达,从而制约了可靠度计算理论在隧洞工程中的应用。在以数理统计方法为核心的可靠度计算理论基础上,结合均匀设计方法、响应面法和有限元数值模拟方法,借助于《水工隧洞设计规范》(SL 279—2016)中衬砌结构的承载力极限状态函数,构建了围岩和衬砌结构协同承载的荷载效应响应面显式表达式,由此提出了一种软岩隧洞围岩和衬砌结构协同承载的可靠性评价方法。采用该方法分析了影响联合承载特性的单因素随机变量,辨识了影响围岩和衬砌结构协同承载可靠性的主要因素,最后将该方法应用到具体工程中进行检验。通过与传统可靠度计算方法进行对比可知,该方法满足了精度,简化了流程,提高了效率,表明其具有很好的适应性和可行性。