接触面抗剪断强度离散性对重力坝稳定的影响

混凝土重力坝沿滑移面的抗滑稳定性与接触面材料的摩擦系数f和黏聚力c密切相关,现有的重力坝规范,有的取f和c为定值进行分析,有的视f和c为随机变量,并规定了它们的随机分布规律.实际上,f和c既不是一个定值,也不一定符合给定的随机分布规律.关于重力坝抗滑稳定安全系数分布规律的研究成果甚少.应用可靠性方法,针对重力坝沿建基面的抗滑稳定问题,研究了摩擦系数f与黏聚力c的随机分布线型、均值和变异系数对稳定安全系数K的影响,揭示了K的离散特征,以及概率分布曲线和可靠指标的变化规律.研究成果有助于对重力坝规范的进一步认识.     

考虑非正态变量相关性的重力坝抗滑稳定可靠度研究

为了研究相关非正态变量对重力坝抗滑稳定可靠指标的影响,采用Jc法、映射变换法和实用分析法计算了具有独立非正态变量时某重力坝抗滑稳定的可靠指标,以及用二阶矩矩阵法计算了非正态变量抗剪断摩擦系数f和黏聚力c字在相关性时重力坝抗滑稳定的可靠指标。通过计算分析表明：理论上Jc法、映射变换法、实用分析法三种方法对独立非正态变量的正态化处理方式有所不同,但对于文中实例计算结果基本一致;当变量间不考虑相关性时二阶矩矩阵法蜕化为Jc法;重力坝抗滑稳定的可靠指标随着f和c之间负相关系数的减小而增大,f和c’采用正态分布概率模型计算的重力坝抗滑稳定的可靠指标比f和c采用对数正态分布概率模型计算的重力坝抗滑稳定的可靠指标小。     

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。     

地震动和结构参数双重随机的重力坝抗滑稳定可靠度分析

地震动和坝体结构参数的随机性均对重力坝抗滑稳定可靠度有重要影响。首先建立了重力坝建基面抗滑稳定极限状态方程,将坝体水平和竖向惯性力随机过程的最大值作为随机变量,根据随机过程参数获得此随机变量的均值和方差,实现了将地震荷载和结构参数双重随机性问题统一到随机变量模式下;然后采用JC法分析了某实际工程重力坝建基面抗滑稳定可靠度,并结合地震发生的概率分析了该重力坝抗滑稳定的失效概率;最后采用正交试验法分析了各结构随机参数对可靠度和失效概率的敏感性。结果表明：本文提出将随机过程最大值作为随机变量的方法可以用于地震动和结构参数双重随机情况下的重力坝抗滑稳定可靠度分析;实例工程混凝土重力坝沿建基面抗滑稳定可靠指标为4.23,失效概率为0.001 17%;坝体材料密度、地基泊松比以及建基面黏聚力系数和摩擦系数对可靠度计算结果影响较为显著。     

抗剪断参数对抗滑稳定可靠度指标的影响

为确定抗剪公式和抗剪断公式的适用工况,研究了岩体抗剪断参数不同均值、不同概率分布以及摩擦系数的变异系数对建筑物可靠度指标的影响;利用规范规定的岩体抗剪断参数对国内已建混凝土坝进行相应的可靠度指标计算和评价,并分别计算抗剪安全系数和抗剪断安全系数;按照规范规定黏聚力取对数正态分布,摩擦系数取正态分布,证明两者取值范围能够计算出合理的可靠度指标或安全系数,摩擦系数的变异系数对可靠度指标影响极大;建议岩体力学参数取值采用SL 319—2005《混凝土重力坝设计规范》的规定值,黏聚力和摩擦系数的概率分布均选择对数正态分布为宜,抗剪公式和抗剪断公式适用于不同的工程地质条件。     

坝基深层抗滑稳定分析研究

该文讨论了有限元法在抗滑稳定计算中的应用,编制了抗滑稳定局部、整体安全系数计算程序。结合某软弱夹层地基上浆砌石重力坝挡水坝段,采用非线性有限元法进行坝基深层抗滑稳定分析研究。计算结果表明,采用该文有限元法,可以较高精度地同时得到沿各可能滑裂面的局部安全系数分布和整体安全系数,为实际工程提供科学依据。     

马马崖水电站溢流坝段三维深层抗滑稳定分析

复杂地基上重力坝的抗滑稳定问题一直是设计人员关注的重要问题。针对马马崖一级水电站 的复杂地质条件,分析了重力坝河床坝段群潜在的滑移模式,建立了坝体和坝基的三维有限元模型,利 用有限元应力代数和法和刚体极限平衡法对该溢流坝段的抗滑稳定进行了分析,研究了左岸非溢流坝 段与河床溢流坝段之间接触面黏聚力对大坝抗滑稳定的影响,同时分析了上下游岩体对坝段抗滑稳定 的影响。结果表明:采用应力代数和法计算出的抗滑稳定系数要比刚体极限平衡法得到的抗滑稳定系 数小;坝段之间横缝灌浆的黏聚力对河床坝段群的抗滑稳定具有重要的影响,考虑横缝灌浆的黏聚力作 用后河床坝段群的抗滑稳定性能满足规范要求。计算结果为马马崖一级水电站大坝的抗滑稳定处理措 施设计提供了参考。     

DDA用于重力坝深层抗滑稳定的接触刚度取值

复杂地质构造条件下的重力坝深层抗滑稳定性的正确评价是一个关键问题。传统上这个问题一般采用刚体极限平衡法、非线性有限单元方法分析等,各种方法都有局限性。本文以武都RCC重力坝为例,研究DDA用于重力坝稳定分析的接触刚度取值问题。论文研究了块体的接触刚度对滑动面沿程应力分布、整体安全系数及局部安全系数的影响。结果表明,接触刚度的取值对建基面的整体安全系数影响不大,但对于多滑面（深层）的抗滑稳定的整体、局部安全系数有较大影响。     

大坝齿槽常态混凝土原位抗剪试验

亭子口水利枢纽坝基中存在缓倾角夹层,设计采用了在坝踵设置常态混凝土齿槽截断层的措施解决大坝深层抗滑稳定问题。测定大坝齿槽常态混凝土抗剪特性参数(摩擦系数f′、粘聚力c′)尤为重要,这两个参数是核算坝体抗滑稳定性的重要依据。通过现场原位抗剪试验,测得齿槽常态混凝土R90250F100W8(三级配)的摩擦系数f′在1.26~1.59之间,粘聚力c′在2.52~2.96 MPa之间。     

DDA 用于重力坝深层抗滑稳定的接触刚度取值

复杂地质构造条件下的重力坝深层抗滑稳定性的正确评价是一个关键问题。传统上这个问题一般采用刚体极限平衡法、非线性有限单元方法分析等,各种方法都有局限性。本文以武都碾压混凝土重力坝为例,研究非连续变形分析(DDA)用于重力坝稳定分析的接触刚度取值问题。论文研究了块体的接触刚度对滑动面沿程应力分布、整体安全系数及局部安全系数的影响。结果表明,接触刚度的取值对建基面的整体安全系数基本无影响,但对于多滑面(深层)的抗滑稳定的整体、局部安全系数有较大影响。     

水位下降对复杂地基重力坝深层抗滑稳定分析--以武都水库重力坝19＃坝段为例

武都重力坝基岩地质构造复杂,对坝体深层抗滑稳定极为不利。为了研究水位下降对武都重力坝抗滑稳定性的影响,以武都水库重力坝19＃坝段为例,采用有限元法计算了坝体在库水位下降过程中的应力应变特性,重点研究坝基塑性破坏区的发展规律、坝体位移变化趋势以及坝体抗滑稳定性。结果表明：坝基塑性区主要分布在断层10f2两侧,随着上游水位的降低,塑性区的分布范围逐渐减小,重力坝和坝基发生逆时针方向的倾倒变形,坝顶最为明显;上游水位降低导致扬压力减小,坝体抗滑稳定系数增大,在死水位时稳定系数最大为3．0。说明随着库水位下降,重力坝抗滑稳定安全系数将逐渐增大。     

基于有限元法的混凝土重力坝抗滑稳定分析方法

混凝土重力坝抗滑稳定分析方法较常用的方法是抗剪断安全系数法,该方法忽视了坝体与基岩的应力应变关系,使接触面上的阻滑力与滑动力的计算结果存在一定的误差,导致抗滑稳定安全系数存在较大误差。利用有限单元法,在充分考虑坝体所受到的各种荷载及复杂的地质条件下,计算重力坝与基岩接触面上的阻滑力和滑动力,再利用抗剪断安全系数法对重力坝的抗滑稳定进行计算。得到了更为准确的能反应重力坝抗滑稳定的安全系数。分析结果表明,利用有限元法能够准确计算重力坝与基岩接触面上的阻滑力和滑动力,为重力坝抗滑稳定分析及评价提供了可靠依据。     

岩基上重力坝抗滑 稳定的可靠度分析

本文提出了一个失稳破坏概率的计算方法,用以分析岩基上重力坝沿坝基面的抗滑稳定可靠度,并对一些具体问题作了分析.分析结果表明,国内几个工程的重力坝的失稳破坏概率小于10~(-9);传统抗滑稳定安全系数不能均匀地控制坝的抗滑稳定可靠度.     

强度参数对边坡稳定性影响分析

在研究材料强度对边坡稳定影响机理的基础上,结合简单的均质边坡、非均质边坡算例,分别采用基于强度折减法的Plaxis软件及基于极限平衡法理论的Geo-Studio软件进行计算,采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,分析各材料参数对安全系数及边坡滑裂面的影响。结果表明:(1)当λcr为定值时,改变黏聚力c及内摩擦角对滑裂面位置没有影响;当λcr由小变大时,滑裂面由浅变深,进出口逐渐远离边坡坡顶和坡底;当λcr由大变小时,滑裂面由深变浅,进出口逐渐靠近边坡坡顶和坡底;(2)安全系数与黏聚力c近似呈线性增大关系,与内摩擦角呈非线性增大关系;(3)安全系数随着坡角或坡高的增大不断减小,但其对滑裂面的影响同结论(1)。     

苏阿皮蒂重力坝深层抗滑稳定分析研究

针对重力坝坝基存在缓倾角软弱夹层的深层抗滑稳定问题,利用刚体极限平衡法分析软弱夹层的埋深、位置及倾角对深层抗滑稳定安全系数之间的影响规律。以苏阿皮蒂水利枢纽为例,根据《混凝土重力坝设计规范》,采用“等安全系数法”进行深层抗滑稳定计算,并提出在坝址处设置混凝土深齿槽,切断软弱夹层,以提高坝基的深层抗滑稳定性。结果表明,坝基经加固后的抗滑稳定安全系数满足规范要求。     

渗流应力耦合作用下重力坝深层抗滑稳定分析

重力坝坝基岩体中包含软弱结构面和性质复杂、方向各异的裂隙,在外力作用下易形成滑移通路,导致大坝稳定性遭到破坏,对人民生命财产安全造成严重威胁。本文以白石水库重力坝溢流坝段为例,采用弹塑性有限元强度折减法,通过ANSYS有限元软件对渗流应力耦合作用下抗滑稳定安全系数和坝基坝体应力应变进行研究,进而分析渗流应力耦合作用对重力坝深层抗滑稳定的影响。研究表明:渗流应力耦合场作用下重力坝抗滑稳定安全系数小于单一应力场;渗流应力耦合场作用下,白石水库重力坝抗滑稳定安全系数为2.4。研究成果可为重力坝深层抗滑稳定数值模拟提供工程依据,具有重要的现实意义。     

岩滩溢流重力坝抗震安全分析和评价

为评价岩滩重力坝抗震的安全性,建立了坝体和坝基的三维有限元模型;对地震工况下的坝体应力、位移分布,以及坝基面抗滑稳定安全系数和坝基深层抗滑稳定安全系数进行计算,并分析了坝基岩体变形对坝体抗滑稳定性的影响。结果表明,在设计地震荷载作用下,坝基面和深层抗滑稳定安全系数的最小值为4.08和7.3。坝段强度满足规范要求,大坝的抗震安全性满足规范要求。     

红层坝基重力坝深层滑动模式及抗力角论证

亭子口大坝是修建在典型红层地区的混凝土重力高坝,岩层地质特点是地层倾角平缓,软弱夹层较多,这对大坝的深层抗滑稳定十分不利。在现阶段,等K法仍是重力坝深层抗滑稳定的主要分析方法,但在实际操作中,抗力角的不同取值对安全系数结果影响很大。重点分析了亭子口重力坝坝基深层抗滑稳定安全性,采用有限差分强度折减方法和刚体极限平衡等安全系数法对比研究了坝基深层滑面的差异和变化规律,探讨了刚体极限平衡方法中抗力角的合理取值,可为重力坝坝基抗滑稳定设计提供参考依据。     

重力坝静动力结构特性及深层抗滑稳定性非线性有限元分析

重力坝的深层抗滑稳定性是保证大坝安全的一个重要条件。本文采用三维有限元数值模拟方法,对某重力坝坝体及坝基位移场、应力场,坝基稳定性及加固处理效果进行了静动力分析,探讨了在正常运行工况下地基加固前后坝体及坝基的位移场、应力场规律,坝基可能组合滑移面的抗滑稳定安全系数,以及进行地基加固后地震工况下的坝体动位移、动应力分布规律和坝基的抗滑稳定性,论证了坝基加固处理措施的必要性、有效性及大坝的抗震能力。     

考虑坝基岩体抗剪强度各向异性的重力坝抗滑稳定分析方法

为研究节理岩体抗剪强度各向异性特征对重力坝抗滑稳定性的影响,利用结构面网络模拟技术,计算节理岩体在主滑动方向上沿不同角度剪切的连通率与相应的抗剪强度参数,对Mohr-Coulomb强度准则进行各向异性修正。在此基础上,结合极限分析法,提出了一种考虑岩体抗剪强度各向异性特征的重力坝抗滑稳定分析方法。将该方法应用于向家坝泄12坝段的深层抗滑稳定分析,并与传统方法的计算结果进行对比。结果表明:该方法与传统方法获得的临界滑裂面位置比较接近,但其抗滑稳定安全系数明显小于传统方法,且临界滑裂面的剪出段倾角与坝基岩体连通率的最大值方向基本一致,和实际情况相符。该方法充分考虑了岩体抗剪强度各向异性的影响,对合理评价重力坝的抗滑稳定性具有重要的工程和现实意义。