基于三维动力有限元分析大坝安全性态

地震作用下水库大坝的坝坡失稳、坝体填土及坝基液化是大坝安全分析的重点。通过拟静力法对大坝抗滑稳定性进行复核计算,用三维动力有限元分析坝体和覆盖层液化可能性。研究结果表明:坝体最小抗滑稳定系数均大于1.2,抗滑稳定系数符合规定要求;坝基覆盖层动孔压力和液化度极值分别为394.08 k Pa和51.8%,坝基不存在液化问题。7度地震时,面板出现最大压应力为16.56 MPa(面板中部),面板开裂可能性较小。     

存在高渗透区域的堰塞坝渗流稳定性分析——以红石河堰塞坝为例

堰塞坝是由滑坡体土石材料快速堆积而成,没有经过充分固结,坝体结构松垮、组成物质松散,材料分布极不均匀,局部很可能存在由大颗粒组成的高渗透区域,在堰塞湖蓄水的高水头作用下可诱发渗流破坏(如管涌),进而导致坝体失稳。本文以汶川大地震中形成的红石河堰塞坝为例,通过分析高渗透区域对红石河堰塞坝渗流特性的影响规律,提出一种考虑高渗透区域存在的堰塞坝渗流稳定分析方法。该方法将渗流失稳定义为管涌和边坡失稳的循环发展过程,并针对土体材料和水力学参数设置管涌和边坡失稳临界条件用于判断渗流失稳发展情况。通过对红石河堰塞坝的分析发现,高渗透区域的存在对堰塞坝的渗流稳定是不利的。高渗透区域越长、渗透性越高、其位置越靠近坝体下游坡脚,堰塞坝的渗流稳定性越差。由于红石河堰塞坝坝宽坡缓,高渗透性区域的存在可引发局部管涌,但不会发生管涌及边坡失稳破坏;当坝顶宽度较小、下游边坡比较大时,坝体发生管涌和失稳连续破坏,最终导致漫顶溃坝。     

亭子口重力坝表孔坝段地震动力响应分析

亭子口重力坝坝基岩层近于水平,分布有各类软弱夹层。为科学评价其坝体结构抗震安全性与地震动力抗滑稳定性,采用黏弹性人工边界模拟地基辐射阻尼效应,以有厚度接触单元模拟坝基软弱夹层,对亭子口重力坝的表孔坝段进行了三维有限元时程动力分析。计算结果表明,在水工抗震规范谱人工地震波作用下,大坝上下游表面产生了明显的动应力响应,但动静叠加后,坝体竖直向在地震过程中没有出现拉应力;以泥化夹层JS2-1-2为底滑面的滑动模式为大坝深层动力抗滑稳定的控制工况,设置齿槽后大坝动力深层抗滑稳定性显著提高,大坝在地震过程中不会发生整体失稳。     

滑坡堰塞湖溃坝波影响因素分析

滑坡堰塞湖坝体随着上游水位的不断上升极易失稳。基于流体计算软件Fluent,对水体在重力作用下的塌落及演进过程进行数值模拟,分析溃坝洪水在下游河道传播过程中的影响因素,结果表明:上下游水深比、下游河道坡降及弯曲程度均对溃坝洪水的推进速度、波形及流量产生影响。水深比比较小时,下游洪水推进较快;下游河道坡降越大,洪水推进速度越快,流量越大;下游河道弯曲度≥0.25时,溃坝洪水受影响比较明显,波前传播速度减缓,能量耗散增大。     

金沙江白格堰塞体结构形态与溃决特征研究

四川、西藏交界处的金沙江右岸白格村所在岸坡于2018年10月10日和11月3日发生两次失稳滑坡,堵塞金沙江形成堰塞湖。在介绍堰塞湖形成过程及成因的基础上,分析了堰塞体结构及形态特征、溃决发展阶段、溃决特征值,并将这些特征参数与以往一些堰塞湖作了比较。分析表明:该堰塞体总体由细颗粒组成,表面及下游侧粗颗粒增加,抗冲性差、库容、来水量及堰塞体物质组成是决定溃决峰值流量的关键因素,来水量、堰塞体抗冲性及堰塞体溃流段长度是决定坝体溃决时长的关键因素。     

沟后坝溃决的稳定分析

在渗流分析的基础上，对沟后坝上部坝体的下游坡进行了抗滑稳定计算。计算结果表明，沟后坝的下游坡在饱和状态难以满足抗滑稳定性要求。     

我国典型滑坡堰塞湖遥感监测案例分析

为了推进遥感技术在我国滑坡堰塞湖抢险救灾工作中的应用,对遥感技术在西藏易贡巨型滑坡堰塞湖、帕里河滑坡堰塞湖、汶川"5.12"地震滑坡堰塞湖处置中的应用情况进行了分析。在堰塞湖的监测中,采用遥感技术可直接或间接得到堰塞湖的回水长度、水面面积、积水深度空间分布、蓄水量和堰塞湖坝体或滑坡体的长度、宽度、高度、堆积体土石方量等信息,为抢险救灾工作提供重要的科技支撑。     

沟后坝溃决的稳定分析

在渗流分析的基础上，对沟后坝上部坝体的下游坡进行了抗滑稳定计算，计算结果表明，沟后坝的下游坡在饱和状态难以满足抗滑稳定性要求。     

坝体泄水建筑物水力学模型试验及其稳定性分析

文章针对锦凌水库工程泄水建筑物布置和断面情况进行水力学模型试验,通过模型试验设计计算,确定了冲坑距溢流堰鼻坎、冲坑距底孔鼻坎以及冲刷坑上游反坡值,分析论证了溢流堰泄流能力偏于安全;根据监测数据观测结果,确定了溢流坝堰顶下游附近和鼻坎、挑坎处等出现负压的位置以及最大流速发生位置和设计流量水面高程;引进力学相关理论计算了溢流坝段坝体和坝基的应力,分析了溢流坝段抗滑稳定性及深层抗滑稳定性,得出结论:泄水建筑物结构设计满足要求。该工程泄水建筑物结构和断面布置可为类似坝体工程设计和施工提供借鉴和工程指导。     

基于非连续变形分析的重力坝变形预警指标

传统的确定大坝安全监控指标的方法都采用小变形和连续性假设,不能把重力坝的整体抗滑稳定与大坝变形有机地结合起来。在研究影响混凝土重力坝安全的因素和预警指标体系的基础上,引入基于块体理论的非连续变形分析,考虑坝体和坝基整体抗滑稳定,采用强度折减系数法分析了三峡大坝左岸厂房3#坝段的整体抗滑稳定性,得到了安全系数与大坝位移之间的内在联系。根据失稳判据和坝体位移与强度折减系数之间的关系曲线确定了大坝的结构性态,并估计出大坝弹性状态和承载极限状态的变形预警指标。     

大渡河章古滑坡演化机制分析及稳定性评价

章古滑坡位于大渡河右岸,姑咱镇下游2.5km,体积约19 000×104 m3,属特大型滑坡,且该区属高烈度区,滑体一旦失稳,可能造成堵河和堰塞溃坝。为了分析滑坡的演化过程及发展趋势,通过野外调研、测绘、物探及室内测年等研究方法,并利用三维有限元软件(FLAC-3D)进行数值模拟分析,对滑坡的演化机制和滑坡体的稳定性进行了研究。结果表明:章古滑坡为古地震滑坡,滑坡体的形成经历了河谷卸荷松弛、大渡河侧蚀、强震滑坡和翻坝侵蚀四个阶段;目前,滑坡体整体处于稳定状态,但局部范围可能发生次级滑坡。     

水布垭水电站滑坡工程治理监测实况

湖北省清江水布垭水电站为高面板堆石坝,位于大坝下游的古树包滑坡体,于2001年1月发生了整体滑坡。由于安全预报及时,滑坡体上居住的300多人得以安全撤离,无一人伤亡。滑坡造成大坝施工交通公路被迫一度中断。经建设、设计和施工单位的共同努力,对滑坡进行了行之有效的工程加固和生态环境防护措施。通过深部位移监测反映,滑坡体目前压缩变形较大,未发现新的滑动面。滑坡体目前处于相对稳定状态。     

库区滑坡涌浪传播及其与大坝相互作用机理研究

库区滑坡涌浪可能危及大坝及下游安全,基于流体动力学的滑坡涌浪数值模拟可获得完整的分析数据,将成为研究滑坡涌浪与大坝作用过程的重要手段。本文以某大坝上游约1300 m的3#变形体滑坡涌浪为研究对象,建立库区三维滑坡涌浪数值模型,并通过水工物理模型试验对其模拟精度和有效性进行了验证。研究结果表明,数值模拟得出的涌浪高度变化、水面起伏过程与水工物理模型试验结果基本一致,数值模拟能反映滑坡涌浪传播及其与大坝相互作用的整个过程。最后基于数值模拟获得的数据,分析了滑坡涌浪与大坝作用过程,以及坝面动水头与坝前涌浪高度的变化关系。分析认为,库区水体反复震荡、叠加而形成的涌浪对下游沿岸安全危害可能更大,大坝坝顶及下游有必要采取避险措施;最大动水头小于涌浪高度,若采用静力方法计算分析坝体稳定应力,其结果偏于安全。     

坡脚冲刷作用下近坝库岸边坡滑坡模型试验研究

为研究坡脚冲刷作用对边坡稳定性的影响,基于某水电站近坝库岸边坡滑坡区实测降雨资料,通过自行研制模型试验装置,进行了坡脚冲刷作用下室内边坡滑坡模型试验,分析了坡脚冲刷作用下的边坡滑坡特性。研究表明:坡脚冲刷作用是引起边坡滑坡的主要因素,即:由于强降雨引起河水对边坡侧向产生冲蚀会掏空坡脚的岩土体,且坡脚已冲刷的边坡在降雨作用下不利于边坡稳定,使得边坡失稳下滑会引起边坡滑坡。此时,坡脚处滑坡会不断向边坡上部发展,坡脚冲刷作用下的滑坡以滑动滑坡为主,滑坡类型为浅层牵引式滑坡。     

基于FREAD溃坝体系的堰塞湖溃决过程反演分析

为了提出适用于堰塞湖溃决模拟仿真的方法,在系统梳理FREAD溃坝洪水分析体系DWOPER、DAMBRK、BREACH和FLDWAV模型的基础上,对各模型的基本原理、适用条件及优缺点进行了汇总。基于各模型的功能特点,联合使用BREACH溃坝计算模型及FLDWAV洪水演进模型反演了尼泊尔逊克西(Sunkoshi)堰塞坝的溃决过程。结果表明:逊克西堰塞坝溃决过程历时68 min达到溃决洪峰流量1 794 m3/s,考虑到支流入流的情况,溃决洪峰历时154 min演进至下游37.9 km处的库帕瓦加特(Pachuwarghat)水文站,计算流量结果与该水文站实测数据较为一致,从而验证了联合使用BREACH和FLDWAV模型进行堰塞湖溃决计算的合理性和可行性。研究成果可以为制定类似堰塞湖溃决的应急处置方案提供参考。     

丹巴水电站坝址区滑坡体(崩坡积体)稳定性分析与治理研究

丹巴水电站坝址区右岸发育两处特大型滑坡体(崩坡积体),即坝址下游的柳林崩滑堆积体和坝址上游的卡卡1#滑坡体、1#、2#崩坡积体。针对两处特大型滑坡体(崩坡积体),分析了其分布范围、形态、规模、物质组成、空间结构、变形破坏特性、成因机制等。采用极限平衡分析、数值分析,评价了边坡的稳定性,分析了滑坡体(崩坡积体)对工程的影响。而且,针对不同部位滑坡体(崩坡积体),开展了工程处理措施研究,旨在为其他类似工程的滑坡体(崩坡积体)稳定分析与治理提供借鉴。     

乌东德金坪子滑坡地表变形特征与地下排水效果

为了保障乌东德大坝的安全运行,有必要研究近坝滑坡体金坪子滑坡的地表变形特性并分析其地下排水效果.为此,基于表面变形观测成果和地质资料,分析了滑坡体表面变形的增量、空间分布和时变特性.结果表明:金坪子滑坡体Ⅱ区变形最大且处于蠕滑变形状态,Ⅰ区次之,其他区变形较小,滑坡体具有牵引式变形特点;Ⅱ区前缘变形大后缘变形小,年同期...     

青岩岭滑坡稳定性分析及其 塌岸范围预测

青岩岭滑坡距离涪江铁笼堡水电站下坝址8 km,目前还存在变形迹象,水库蓄水后存在大规模失稳的可能。因此对滑坡进行稳定性分析及其塌岸范围预测十分重要。根据青岩岭滑坡的特征,综合运用刚体极限平衡和有限元两种方法,对滑坡在5种工况下的稳定性进行分析,并采用图解法预测坡体塌岸范围。     

三峡库区水位变幅对奉节何家坡滑坡稳定性影响分析

为了更好地研究在三峡库区增大库水降幅条件下奉节何家坡滑坡稳定性,预测评判其发展趋势,通过现场地质调查和勘探,分析了何家坡滑坡的变形模式与形成机制,并考虑了库水位骤降作用。利用Geo Studio有限元分析软件对滑坡在增大库水位变幅的极端工况下进行渗流场模拟与稳定性计算。研究表明,何家坡滑坡变形主要集中在坡体前缘与中部,表现为逐级牵引式变形破坏,库水位降幅1.2 m/d条件下整体处于基本稳定状态。随着库水位下降速率增大,滑坡稳定性系数不断降低,属典型的动水压力型滑坡。