Anti-sliding Stability Analysis of a Stone Masonry Overflow Dam Based on ANSYS

重力坝抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿坝基面抗滑稳定的安全度.以陀兴水库浆砌石溢流重力坝的抗滑稳定分析为例,应用ANSYS有限单元法对该重力坝建模、施加荷载及利用后处理功能计算坝基面的抗滑稳定安全系数,并通过传统的刚体极限平衡法对结果进行验算.结果表明,同工况条件下,两种方法计算的安全系数差别不大,结论可靠,该溢流重力坝满足抗滑稳定要求.     

基于ANSYS的浆砌石溢流重力坝坝基面抗滑稳定安全分析

重力坝抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿坝基面抗滑稳定的安全度.以陀兴水库浆砌石溢流重力坝的抗滑稳定分析为例,应用ANSYS有限单元法对该重力坝建模、施加荷载及利用后处理功能计算坝基面的抗滑稳定安全系数,并通过传统的刚体极限平衡法对结果进行验算.结果表明,同工况条件下,两种方法计算的安全系数差别不大,结论可靠,该溢流重力坝满足抗滑稳定要求.     

重力坝深层抗滑稳定空间分析方法

本文根据楔形体抗滑稳定计算原理,运用刚体极限平衡法,导出了重力坝深层抗滑稳定空间计算公式。工程实践证明,当坝基内结构面走向和坝轴线有一定的夹角时,运用本文提出的空间方法进行坝基稳定分析是经济合理的。     

基于有限元法的碾压混凝土重力坝整体抗滑稳定分析

重力坝深层抗滑稳定分析是重力坝设计中的重要内容.针对典型的重力坝设计实例,应用刚体极限平衡法和强度储备法对重力坝进行整体抗滑稳定分析,并对重力坝抗滑稳定分析方法、抗剪公式适用性、数值计算方法及其安全控制标准等方面进行讨论.结果表明,用两种分析方法计算的安全系数均能满足《混凝土重力坝设计规范》(SL 319—2005)要求,并且二者较为吻合.采用两种方法分析重力坝的稳定性,可相互补充和验证,为重力坝设计提供更加可靠的参考.     

中国与法国混凝土重力坝建基面抗滑稳定分析规范对比

从设计状况、作用分类、作用组合及极限状态验算、计算公式、分项系数取值等方面,对比分析了中国《混凝土重力坝设计规范》DL 5108-1999和法国《重力坝稳定校核准则》的重力坝建基面抗滑稳定计算方法.根据不同方法计算了重力坝标准剖面及巴基斯坦Karot水电站重力坝3个典型坝段剖面的抗滑稳定安全系数,并以相对安全率评价了不同规范的安全度水平.研究表明:中法规范均采用概率极限状态设计法,设计方法基本一致;中国规范计算的重力坝坝基面抗滑稳定性要比法国规范更保守,安全水准更高.结论可供涉外工程参考.     

基于有限元法的重力坝双斜面抗滑稳定分析

对坝基含双斜面软弱结构面的某重力坝工程挡水坝段,以非线性有限元法进行静力荷载作用下的深层抗滑稳定研究.计算结果表明,当坝基内含有双斜面软弱结构面时,在超载过程中,坝体沿该双斜结构面向下游滑动,其中坝踵附近的软弱结构面最危险,坝趾下游结构面次之,判定超载安全系数K=3.0～4.0.并通过刚体极限平衡法对有限元计算结果进行...     

基于流固耦合的重力坝深层抗滑稳定离散元分析

在计算节理和断层时,基于连续介质力学的有限元法和假设岩体为刚性体的刚体极限平衡法有其内在的缺陷,在重力坝深层抗滑稳定的计算中遇到较大的困难,而离散元方法可以解决这些问题.采用离散元强度储备系数法分析了重力坝的深层抗滑稳定,其中考虑了渗流与变形的耦合效应,得到了坝体在降强前后的应力位移规律,给出了抗滑稳定安全系数和最终的破坏滑动模式.通过对关键点部位的应力及位移变化情况的记录,更清楚的了解坝体的变形情况和受力特点,而后将考虑流固耦合与不考虑耦合作用的结果进行了对比,考虑耦合的计算结果较小,其值偏于安全.最后通过与刚体极限平衡等K法计算结果进行了比较,采用流固耦合方法的计算结果与等K法结果比较接近,而其该方法物理概念明确,可以采用其方法计算重力坝深层抗滑稳定问题.     

铜街子水电站坝基深层抗滑稳定性分析

本文用有限单元法配合锏街子水电站大坝设计及模型试验,对三种类型剖面共四个坝段进行了计算分析,在单元布设、坝基深层失稳方式、有限元计算成果的整理方法以及抗滑稳定安全度的衡量准则等方面作了探索,並提出一些建议。     

土体抗剪强度指标变异水平对边坡稳定安全系数取值的影响

针对传统的边坡稳定极限平衡方法不能考虑土体抗剪强度指标变异性影响的问题,基于极限状态的概率分析原理,采用Monte-Carlo法对均质路堤边坡的稳定性开展了可靠度计算,讨论了稳定安全系数一定的条件下边坡失效概率随土体抗剪强度指标变异水平的变化规律,分析了安全系数与边坡可靠指标的对应关系及其随土体抗剪强度指标变异水平的变化特征。研究表明：边坡可靠度受土体抗剪强度指标变异性影响显著,呈现出随土体抗剪强度指标变异水平提高而急剧减小的趋势;为保证边坡具有相同的可靠性,安全系数的取值应与土体抗剪强度指标的变异性相适应,据此提出了基于可靠指标和土体抗剪强度指标变异水平的安全系数取值原则及其对应的三参数函数关系式。     

岩体特性对缓倾角软弱夹层坝基失稳破坏的影响

本文采用非线性有限元分析和地质力学模型试验相结合的方法,就水工建设中常遇到的,基岩中存在倾向下游的缓倾角软弱夹层,对坝-基体系的抗滑稳定的影响进行分析研究。探讨在水压超载过程、岩体材料的变形特性和强度指标不同时,坝基的应力分布、变形状态和破坏形式的变化规律。以阐明渐进破坏的破坏机理和整体失稳的几种可能方式,并就目前常用的抗滑稳定分析方法中一些问题和抗滑稳定准则提出一些看法。     

基于响应面的三维随机有限元法在大型结构可靠度分析中的应用

工程中大型、复杂结构的极限状态方程与输入随机变量的关系往往是未知的,利用响应面法,用一个二次多项式来模拟结构的极限状态方程.首先利用中心复合设计技术获得有关输入随机变量的多组试验点,用这些试验点分别调用有限元程序,可得到相应的多组输出随机变量;然后由已获得的输入、输出随机变量,用最小二乘法来估计二次多项式的参数,即可得到极限状态方程的一个合理近似式;最后用结构可靠度分析中的几何法来计算可靠度指标.对一个重力坝的建基面抗滑稳定可靠度以及坝体单元的可靠度进行了研究,得到了一些重要的结论,指出了提高可靠度指标的途径.算例表明了该方法的有效性.     

结构失效模式可靠度指标对随机变量的敏感性分析

首先用基于响应面的随机有限元法来获得失效模式上各个单元的极限状态方程,然后用逐步等效线性化法获得该失效模式的等效线性化极限状态方程,从而可以很方便地用失效模式的可靠度指标对随机变量的敏感性进行分析.对一个碾压混凝土重力坝的3个层面进行了分析,数值算例显示,应用Mohr-Coulomb准则时,失效模式的可靠度指标对抗剪断粘聚力最为敏感;抗滑稳定可靠度指标对抗剪断摩擦系数的变异系数非常敏感,而对于抗剪断粘聚力的变异系数不太敏感.算例表明该方法对于大型、复杂结构的随机变量的敏感性分析是有效的.     

利用随机投点法求可靠指标

基于可靠指标的几何涵义,运用随机投点法原理,提出了计算高度波动非线性功能函数的可靠指标和设计验算点的全局优化算法.该法避免了传统的可靠度分析方法(JC法)对高度波动非线性功能函数计算不收敛的麻烦,且该法不需要对功能函数求导,无需对非线性功能函数作线性化近似处理,从而提高了结构可靠度的计算精度,扩大了其适用范围,为结构可靠度分析提出了一种新的思路.最后通过实例证明了该方法的有效性和可操作性.     

基于ALK-MCS算法的航空发动机轴承可靠性分析

作为航空发动机的关键部件,主轴圆柱滚子轴承的可靠性水平直接影响航空发动机性能的稳定性与服役的安全性,因此准确分析主轴圆柱滚子轴承的可靠性至关重要。然而,圆柱滚子轴承的失效行为复杂,其可靠性分析中的功能函数呈现高度非线性且无法给出显式表达,此时使用代理模型近似构建圆柱滚子轴承的功能函数是一种行之有效的方法。将蒙特卡洛模拟法(MCS)和Kriging代理模型相结合,提出了基于主动学习Kriging(ALK)的ALK-MCS算法,并将该算法应用于某型号航空发动机主轴圆柱滚子轴承的可靠性分析。首先,建立圆柱滚子轴承的三维模型,其次对圆柱滚子轴承进行有限元仿真,最后基于ALK-MCS算法对其进行可靠性分析。结果表明ALK-MCS算法计算效率高,显著减少了圆柱滚子轴承的仿真次数,所得到的可靠性分析结果可为实际工程中的决策者提供参考。     

基于重要抽样马尔可夫链模拟的可靠性参数灵敏度分析方法

针对重要抽样法求解失效概率的问题,提出了一种基于重要抽样马尔可夫链模拟的快速可靠性参数灵敏度分析方法。该方法首先采用Metropolis准则和马尔可夫链模拟,将重要抽样法抽取的落入失效域中的样本点转化为条件样本点,这些条件样本点是落在失效域中的基本变量的实现,它们服从失效域条件下基本变量的概率分布,利用这些样本点替代Monte Carlo法抽取的条件样本点,可以通过加权回归分析快速得到隐式极限状态方程的近似,进而得到可靠性灵敏度。所提方法的显著优点是效率高,它只要在重要抽样法计算失效概率的结果中增加非常小的工作量,即可以快速得到可靠性参数灵敏度,算例结果充分说明所提方法的效率和合理性。     

基于径向基函数神经网络响应面法的装载机动臂疲劳可靠性

采用解析法与有限元软件ANSYS相结合的方法对装载机的工作过程进行计算,根据雨流法建立工作过程中装载机动臂的应力及应变的时间历程,通过局部应力应变分析得到结构的疲劳寿命。运用神经网络响应面来拟合结构的极限状态函数及其偏导数,利用可靠度理论分析了装载机动臂的疲劳寿命可靠性。     

改进Kriging的热结构耦合梁共振非概率可靠性分析

针对梁结构在热结构耦合作用时其极限状态函数为隐式形式且难以求解的问题,基于振动可靠性理论,将改进的Kriging模型与有限元方法相结合,提出了热结构耦合梁共振非概率可靠性分析方法.首先利用Kriging法构建热结构耦合梁可靠性功能函数的近似模型,并利用主动学习法改进了选取新增样本点的方式,使得改进后的Kriging近似模型更加逼近于真实极限状态函数.在此基础上,考虑结构参数的不确定性,对梁结构的不确定变量用区间变量进行描述,建立了含有超椭球凸集的梁结构共振非概率可靠性模型,最后结合优化方法求解出梁结构共振非概率可靠性指标.算例结果表明了该方法的合理性以及计算精度高的特点,为热结构耦合梁的共振非概率可靠性分析提供了可行的途径.     

结构可靠性分析的LCVT-SVR方法

为了克服结构可靠性分析中隐式极限状态函数和高计算量问题,提出LCVT-SVR结构可靠性分析方法.该方法利用拉丁质心Voronoi网格化（LCVT）抽样方法生成空间均匀性较好的训练样本,采用均匀映射得到一定数量的失效样本.基于训练样本,建立极限状态函数的支持向量机回归（SVR）代理模型,用于结构可靠性分析.在同一组SVR训练参数条件下,对多种抽样方法进行对比研究.结果表明,基于LCVT样本构建的SVR代理模型具有精度高和鲁棒性好的特点.利用2个工程算例,验证了所提方法的性能及实用性.     

构筑物抗浮可靠度分析及抗浮安全系数取值

依据工程结构可靠性设计理论,对构筑物的抗浮可靠度进行了分析,并将结果换算成相应的抗浮安全系数。研究表明:采用单一安全系数法难以准确反映构筑物抗浮稳定性的实际状态;对只受重力荷载和浮托力作用的构筑物,采用可靠度分析方法可以较为准确地反应构筑物抗浮稳定性的实际状况。当上浮效应为浮力时,无论是正常使用阶段,还是临时工况,应取抗浮稳定安全系数Kf≥1.10;对开槽埋设的钢筋混凝土沉管隧道,建议取Kf≥1.20。