基于非饱和土理论的土石坝坝坡稳定分析

在对非饱和土特性及其对坝体材料强度的影响机理研究的基础上,结合实际工程,依托Geo-studio软件,比较仅考虑饱和土及考虑非饱和土对坝体渗流及稳定的影响。结果表明:考虑非饱和土情况下计算的最大渗透比降相对较小,坝体渗流量有所减少,坝坡稳定安全系数有所增大,更符合坝体实际情况。与此同时,在考虑非饱和土情况下,运用极限平衡法,对影响坝坡稳定安全系数的因素进行比较分析,表明摩擦角及容重对安全系数的影响比粘聚力大;防渗墙向前后移动对下游坝坡有一定的影响。研究结果可为土石坝优化设计及工程运行管理提供科学依据。     

刚性防渗墙提高土石坝坝坡稳定性的作用机理分析

通过依托大型非线性有限元软件ＡＢＡＱＵＳ,运用有限元强度折减法,分析了增建防渗墙前后土 石坝的渗流场、应力场的变化以及上、下游坝坡稳定安全系数的变化,探讨了防渗墙对坝坡稳定的影响 规律。结果表明:增建防渗墙可对坝体渗流场起到明显的截流作用,提高下游坝体的有效应力场,同时 也提高了下游坝坡稳定的安全系数,从而使土石坝坝体的整体稳定性得到增强;提出的三种失稳评价标 准在求解坝坡稳定强度折减系数方面具有合理性和适用性;选取适当刚度的防渗墙在增强坝体整体稳 定性同时能兼顾经济和安全。     

基于强度折减法的土石坝坝坡稳定性分析

基于边坡稳定性能的评估问题,介绍有限元强度折减法的基本原理以及在有限元软件上求解边坡安全系数的过程。通过对工程实例计算分析得到最危险的滑动面和安全系数。计算结果与瑞典条分法进行坝坡稳定性分析结果对比表明:两种方法所得的安全系数相差1.47%,滑动面形状、走向和位置一致,并且数值模拟显示的土石坝塑性渐进变化过程符合实际工程塑性变化过程。因此,基于有限元强度折减法对土石坝坝坡等类似工程边坡最终状态稳定性评估分析具有一定的实用性和可靠性。     

基于突变理论的土石坝坝坡安全稳定分析

土石坝建设过程中,坝坡稳定性一直都是土石坝工程设计的关键之一。本文在考虑土石坝渗流条件,坝体体系组成的复杂、非线性的特征的基础上,采用有限元强度折减法对土石坝进行有限元数值模拟。通过分析不同强度参数下土石坝坝坡范围内的塑性应变能,证明了突变理论应用于土石坝稳定问题分析的有效性,为土石坝的稳定计算提供了一种新方法。     

考虑流固耦合的复杂坝基土石坝稳定性分析

土石坝蓄水后存在渗流场与应力场的耦合效应,若简单将应力场和变形场分开考虑,其计算结果与实际情况相差较大,难以反映工程实际情况。采用大型三维有限差分软件建立复杂坝基的土石坝模型,并分别进行不同库水位下考虑流固耦合和未考虑流固耦合的坝体渗流和稳定性计算,分析流固耦合对土石坝稳定安全系数、最大沉降量以及最大拉应力的影响。结果表明,坝体蓄水后其应力场与渗流场耦合作用是不可忽视的,考虑流固耦合的土石坝更不安全。     

基于强度折减法的土石坝稳定性分析及失稳判据选择研究

针对强度折减法分析土石坝稳定性的研究较少且失稳判据不统一的现状,基于ＦＬＡＣ３Ｄ建立某 水库土石坝模型,用强度折减法分别计算该土石坝在正常蓄水位渗流稳定期及水位骤降条件下的稳定 安全系数,同时针对强度折减法中三种失稳判据计算结果不统一的现象,分析坝体材料参数与失稳判据 计算结果统一性之间的关系,并进一步探讨基于强度折减法的土石坝失稳判据的选择方法。结果表明: 该土石坝在渗流稳定期稳定性较好,而水位骤降会导致坝坡稳定安全系数迅速减小;剪胀角和抗拉强度 对强度折减法三种失稳判据的计算结果均有一定影响,计算中应重视其取值。     

土石坝坝坡失稳模糊风险分析

通过对土石坝坝坡失稳风险的不确定性进行分析,建立了考虑设计参数模糊性和失效准则模糊性的坝坡失稳模糊风险模型,并运用蒙特卡罗方法求解其风险概率,将模糊参数进行模糊化处理后,可直接采用现有传统风险计算方法计算失事概率。结果表明,坝坡失稳风险分析中考虑了风险的模糊性使计算结果更加合理,风险评价更加符合工程实际。     

降雨联合库水位变动对均质土石坝坝坡稳定特性影响研究

为研究降雨和库水位变动共同作用对均质土石坝坝坡稳定特性的影响,基于非饱和渗流原理,选择不同降雨强度、降雨类型(3种)及库水位升降速率,对土石坝坝坡稳定情况进行有限元模拟,结果表明:①无降雨水位变动时,水位变动速率主要影响上下游坝坡安全系数趋于稳定的时间,下游坡安全系数变化幅度整体要小于上游坝坡;②不同强度降雨和库水位变...     

库水位变动联合持续性降雨条件下中小型土石坝边坡稳定分析

为研究库水位变动和持续性降雨共同作用对中小型土石坝坝身渗透和稳定的影响,根据非饱和渗流原理对土石坝在渗流应力耦合状态下遭遇库水位变动和不同强度持续性降雨时的渗流和坝坡稳定性情况进行有限元模拟,结果表明:库水位变动速率相同而降雨强度不同时上下游坝坡的安全系数变化差异较小,上下游坝坡的安全系数对水位变动更加敏感,且上游坝坡安全系数对水位变动的敏感性高于下游坝坡;上游坝坡的最危险工况为库水位骤降2 m/d联合15 mm/d持续性降雨共同作用;下游坝坡的最危险工况为库水位骤升2 m/d联合15 mm/d持续性降雨共同作用。该研究成果为正确认识库水位变动联合持续性降雨条件下的土石坝坝坡渗透稳定规律提供参考,并为中小型土石坝遭遇极端工况条件时进行风险分析和应急管理提供参考依据。     

基于蒙特卡洛法的土石坝坝坡稳定分析研究

土石坝坝坡稳定分析中通常采用的单一安全系数方法忽略了实际工程材料的变异性和不确定性,从而导致土石坝工程坝坡的安全水平不清楚,无法提供工程安全度的合理的评价指标。为此,需将可靠度分析引入土石坝坝坡稳定性安全评价体系。通过一个均质坝坡算例和工程实例的应用,利用蒙特卡洛法研究了影响坝坡稳定性可靠度指标的主要因素,包括随机变量的概率分布和相关性、土体参数的均值和变异性,进而将确定性方法得到的单一安全系数与基于可靠度分析方法得到的坝坡稳定分析评价结果进行比较。分析结果表明:当求解安全系数中包含较大的不确定性时,确定性方法往往无法正确反映边坡的实际安全状况,而可靠性分析可估计不确定性因素的总体影响,区分随机变量的不确定性量级,有利于设计人员更准确地评估土石坝边坡的安全等级,为坝坡设计和加固措施的制定提供科学依据。