某水库库岸边坡开挖加固弹塑性有限元分析

为进一步分析边坡开挖加固过程中位移、稳定性和危险滑裂面的变化情况,以弹塑性有限元法为计算工具,对某水库边坡的开挖加固过程进行数值模拟分析,计算考虑了开挖不加固和开挖并及时加固2种情况。计算结果表明:开挖不加固时,边坡整体发生很大位移,开挖完成后安全系数小于1,塑性破坏区贯通内部的软弱夹层,边坡不能保持自身稳定,将沿着软弱夹层发生滑动;开挖并及时加固后,边坡发生位移得到有效控制,安全系数提高141%,软弱夹层内部的塑性区分布范围也大大减少,且锚杆将软弱夹层两侧岩体连接起来,滑裂面往内部发展趋势明显。说明采用的加固措施能有效保证边坡开挖过程中的施工安全,成果对类似边坡工程有一定参考价值。     

基于强度折减法的伯斯阿木水库边坡稳定性分析

伯斯阿木水库的联合进口段岩石高陡,风险较大。本文基于强度折减法,使用有限元对边坡的天然工况、开挖工况进行稳定分析,得到安全系数和不利滑裂面。结果显示,此边坡塑性区从坡底开始产生并向上扩展,未达到完全贯通之前就发生局部失稳。两种工况的安全系数都满足要求,但开挖工况的安全系数较小,且滑裂面有所不同。对比三种失稳判据,计算不收敛和位移突变具有一致性,塑性区贯通在局部失稳的情况不适用。     

如美水电站高陡边坡开挖动态卸荷响应分析

为避免西藏如美水电站消力池高陡边坡在施工过程中出现不稳定块体和崩塌事故,通过对坝址区地质资料的详细分析,建立了消力池高陡边坡三维有限元计算模型,并结合卸荷岩体力学理论,运用弹塑性有限元法,研究了消力池高陡边坡在开挖过程中的动态卸荷响应。综合考虑了不卸荷、一次开挖卸荷、动态卸荷工况,得到了边坡施工期的变形、应力、塑性区分布状况。计算结果表明,卸荷的影响主要体现在变形上;卸荷比不卸荷条件下的变形值、塑性区要大,且动态卸荷下的变形值比一次开挖卸荷条件下的变形值要大。     

大奔流沟料场施工期高边坡稳定性数值模拟

锦屏一级水电站大奔流沟料场边坡开挖高度468 m，开挖量巨大，岩层陡倾坡外，快速开挖卸荷过程中边坡安全稳定问题突出。在边坡破坏模式分析的基础上，建立了考虑层状岩体各项异性的数值分析模型，研究边坡开挖过程中应力、位移、塑性区和锚固受力演化特征，并评价边坡稳定性。研究表明，边坡整体稳定性主要受控于边坡的地质结构特征、层间错动带和岩层层面的抗剪强度等因素。总体上，开挖完成后边坡安全系数满足规范要求。     

开挖卸荷速率变化对岩质边坡应力应变影响作用研究

基于卸荷岩体力学理论及方法,应用FLAC3D有限差分计算软件,在数值分析中模拟不同速率的边坡开挖。并在不同开挖速率下,对考虑及不考虑边坡岩体卸荷变化条件下开挖边坡的应力应变特征进行了对比分析。结果表明:在考虑岩体开挖卸荷作用的前提下,开挖速率越慢,开挖过程中边坡模型的应力应变越小,塑性区范围也越小;而在不考虑岩体动态开挖卸荷作用时,开挖速率对边坡最终的应力应变以及塑性区大小并无直接影响。因此,在实际施工中应充分考虑动态卸荷作用以及开挖速率的影响,注意控制开挖进度,开挖后应对开挖边坡及时进行加固。     

百米级高陡顺向坡变形与稳定性研究

针对我国西南地区高陡顺向岩质边坡灾害频发而现有研究较少反映顺向坡在不同工况下的变 形和稳定性问题,以西南地区某高陡顺向岩质边坡为例,构建有限差分数值仿真模型,采用遍布节理本 构模型及强度折减法,系统研究了边坡在开挖、支护和降雨等工况下的边坡变形场、应力场、塑性区分布 特征及稳定性安全系数。研究结果表明:顺向坡开挖引起的卸荷回弹变形主要集中在边坡中下部且临 近开挖面附近;边坡总体上处于压应力状态,开挖后的边坡新增塑性区主要位于边坡开挖表层及坡脚部 位;边坡潜在的滑移路径有两部分组成,一部分沿着顺向层面滑移,另一部分在岩体内部发生剪切滑移, 边坡前缘剪出口大致位于坡脚以上 13ｍ;边坡在开挖、支护及降雨工况下的安全系数依次为 1．43、1．43 和 1．15,整体稳定性较好。     

卸荷条件下某水电站岩质边坡动态开挖稳定性分析

某水电站泄洪洞进口边坡存在大量的岩质边坡开挖工程,为了研究开挖对该水电站岩质开挖边坡稳定性的影响,基于卸荷岩体力学理论及方法,考虑边坡开挖作用下岩体的动态卸荷变化,应用ANSYS有限元软件和FLAC3D有限差分计算软件,在数值分析中模拟开挖并进行稳定性分析。研究结果表明:该高边坡在开挖过程中,随着开挖的推进,应力应变均呈现逐渐增大的趋势,且塑性区范围也越来越大。考虑动态岩体开挖卸荷作用比不考虑时应力应变以及塑性区变化有较大差别,因此在实际施工中应充分考虑岩体动态卸荷作用对边坡稳定性的影响,据此制定合理的加固措施。     

石人水库边坡开挖卸荷有限元模拟分析

水利水电工程建设是我国新能源战略的重要组成,在水利工程建设中经常会遇到岩体开挖后边坡失稳现象。岩体开挖是一种物理卸荷作用,研究卸荷理论和其数值计算方法对水利工程设计意义重大。基于国内外研究进展,首先利用Mohr-Coulomb强度准则对岩体卸荷强度参数进行分析。随后利用ANSYS软件建立了边坡开挖有限元模型,并计算了边坡开挖卸荷过程中的应力分布和塑性区分布。最后对边坡位移和描杆轴力进行分析,对比了考虑卸荷效应和未考虑卸荷效应的区别。     

基于ANSYS的水库边坡卸荷有限元数值研究

水利水电工程建设是我国新能源战略的重要组成,在水利工程建设中经常会遇到岩体开挖后边坡失稳现象。岩体开挖是一种物理卸荷作用,研究卸荷理论及其数值计算方法对水利工程设计意义重大。基于国内外研究进展,首先利用Mohr-Coulomb强度准则对岩体卸荷强度参数进行分析。随后利用ANSYS软件建立了边坡开挖有限元模型,并计算了边坡开挖卸荷过程中的应力分布和塑性区分布。最后对边坡位移和锚杆轴力进行分析,对比了考虑卸荷效应和未考虑卸荷效应的区别。     

联合进水口开挖边坡三维应力变形分析

根据联合进水口边坡基本地质条件,进行边坡工程岩体质量分类。在分类的基础上,采用有限差分软件FLAC3D,对开挖边坡进行三维应力变形分析。结果表明,边坡开挖过程变形主要表现为开挖卸荷后的回弹位移,最大42.1 mm,量值不大;开挖过程中边坡整体塑性区分布范围较小,且没有形成大面积贯通塑性区,边坡整体稳定性良好。