基于加权响应面法的重力坝深层抗滑稳定体系可靠度分析

对于重力坝的深层抗滑稳定问题，当坝基存在多个断层时，可能存在多个潜在的滑移路径。采用非线性有限元和传统的整体安全系数法计算各断层抗滑稳定的安全系数，并采用强度折减法找到其最可能的失效路径，结果表明，强度折减系数大于各断层抗滑稳定的安全系数。基于加权响应面法，计算了各断层抗滑稳定的可靠指标，并与安全系数进行了比较，计算表明，安全系数与可靠指标并非存在完全的对等关系。将滑移路径中的各断层视为并联体系，各滑移路径组成串联体系，采用逐步等效线性化计算各滑移路径失效的可靠指标，及深层抗滑稳定的体系可靠指标，计算结果与强度折减法基本一致。建议在重力坝深层抗滑稳定的安全性评价中引入可靠度理论，弥补单一安全系数法存在的不足之处。     

基于加权响应面法的重力坝深层抗滑稳定体系可靠度分析

重力坝的深层坝基存在多个断层时,可能存在多个潜在的滑移路径。采用非线性有限元和传统的整体安全系数法计算各断层抗滑稳定的安全系数,并采用强度折减法可找到其最可能的失效路径。研究表明,强度折减系数大于各断层抗滑稳定的安全系数。基于加权响应面法,计算了各断层抗滑稳定的可靠指标,并与安全系数进行了比较,表明其安全系数与可靠指标并非存在完全的对等关系。将滑移路径中的各断层视为并联体系,各滑移路径组成串联体系,采用逐步等效线性化计算各滑移路径失效的可靠指标及深层抗滑稳定的体系可靠指标,计算结果与强度折减法基本一致,因此,在重力坝深层抗滑稳定的安全性评价中引入可靠度理论可弥补单一安全系数法存在的不足。     

基于分项系数有限元法的观音岩大坝深层抗滑稳定分析

材料强度储备系数法在重力坝深层抗滑稳定分析中得到了普遍应用,但该方法未考虑荷载的不确定性,且认为岩体强度可以无限度的降低,其安全系数不能表达坝基实际的可靠度。在分项系数有限元法的基础上提出了一种新的重力坝深层抗滑稳定计算方法——有界降强分项系数法,该方法将影响坝基稳定的变量经分项系数处理后,采用强度储备系数法考虑岩体强度可能的弱化,并以相同岩体抗剪参数的统计规律来控制其弱化下界。采用该方法对观音岩重力坝11号坝段进行了深层抗滑稳定分析,并与传统方法计算结果进行对比,结果表明:所提方法计算的安全系数比分项系数有限元法略大,不同方法计算所得大坝稳定性是一致的,说明所提方法应用于重力坝深层抗滑稳定是合理可行的。     

概率极限状态设计法在坝基工程中的应用

为有效反映深层软弱结构面对坝基稳定的影响,针对坝基内部倾向上游的缓倾角结构面,建立了坝基深层抗滑稳定的单滑动面和双滑动面计算模型及相应的抗滑稳定极限状态设计表达式。将建立的模型和推导的理论公式应用于石板水电站重力坝坝基深层抗滑稳定复核计算,结果表明大坝坝基深层抗滑稳定是安全的,这与对大坝多年运行监测资料的分析得到的重力坝是安全稳定的结论相一致。     

乌江银盘水电站大坝深层抗滑稳定分析研究

银盘水电站大坝建基岩体主要由软岩和硬岩互层组成,岩层倾向右岸偏下游,岩体中发育多条不利剪切带,大坝存在深层抗滑稳定问题.以典型坝段为代表,对各种计算模式进行计算分析,选取最不利计算模式进行深层抗滑稳定计算.应用刚体极限平衡法中的等安全系数法计算,对侧向切割面岩体的阻滑作用、不同裂隙连通率组合、滑动体与抗力体间作用力角度不同取值进行了计算分析.研究结果表明,银盘水电站大坝深层抗滑稳定满足要求     

混凝土重力坝深层滑动稳定性评估软件模块研发

基于混凝土重力坝深层滑动面上应力分布情况的数值计算成果,结合分项系数极限状态设计方法,研究了一种评估混凝土重力坝深层组合滑动稳定性的改进分项系数法。在此基础上,利用Delphi 编程工具,结合AutoCAD二次开发技术对该方法实现了程序化,得到了评估混凝土重力坝深层滑动稳定性的可视化软件模块。该方法和软件模块,充分利用了有限元数值模拟方法在计算应力场和考虑坝基及坝体变形影响等方面的优势,又结合了可靠度设计方法,得出的稳定安全系数能够较好地反映重力坝的抗滑稳定特性,且沿用了设计规范中的K_s表示方法,易于计算和普及。     

基于分项系数法对拱坝抗滑稳定的分析

在拱坝抗滑稳定计算中,有限元法缺乏与计算方法相配套的稳定度判别标准,计算结果因人而异。通过对极限状态设计表达式变形处理,提出一种新的分项系数有限元方法即有限元强度储备系数法及配套的判别标准,并以某工程为例进行分析。结果表明,用有限元强度储备系数法计算结构的整体安全系数与刚体极限法结果一致,该拱坝拱座稳定、安全。分项系数法采用了5个分项系数,反映了建筑物不同等级、不同设计状况下对稳定性的要求,真实反映了影响拱座稳定的因素,计算更接近实际。     

设齿槽和锚索的坝基深层稳定计算分析

本文介绍了按刚体极限平衡理论计算坝基抗滑深层稳定计算安全系数的三种常用方法,以漫湾大坝16号坝段为例,对设齿槽和锚索的坝基深层稳定进行了分析,并用等安全系数法推导了坝基深层稳定计算公式,给出了单一安全系数法和分项系数极限状态法两种表达形式。     

Sarma法在坝基深层稳定分析中的应用

在重力坝深层抗滑稳定计算中常遇到组合滑裂面复杂或滑动面交点(第二破裂面)位于坝基内部的情况,此时规范建议的方法不再适用,需要寻找一个相对合理的计算方法进行分析.文中引入了Sarma法来解决上述问题.Sarma法考虑了侧滑面上的作用力,滑裂面可为任意形状折线,条块划分可根据实际地质情况选择直条分或斜条分,且可用于第二破裂面位于不同位置的情况,从而可对各种特殊边界条件的模型进行计算.通过与地质力学模型试验成果及其他计算方法计算结果综合评价可知:Sarma法计算结果合理,可作为对坝基深层抗滑稳定问题进行评价和制定处理方案的依据.     

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。     

基于数值流形法的重力坝抗滑稳定性分析

作为一种新的数值方法,数值流形法在重力坝抗滑稳定性方面的研究较少。首先给出了水压及扬压力的荷载矩阵、安全系数的求解方法,然后采用数值流形法分析了重力坝沿建基面及深层双斜面的抗滑稳定性,得出了安全系数,并与有限元接触分析的结果进行了对比。分析结果表明采用数值流形法和有限元接触分析法得到的安全系数基本一致,从而验证了数值流形法在重力坝抗滑稳定分析中的可行性。     

多滑动面深层抗滑稳定求解方法探讨

深层抗滑稳定是重力坝最关注的问题之一,目前运用最广泛的计算方法主要是双滑面方法,但对于基岩分布复杂、错动带较为发育的情况,双滑面稳定计算所作的主滑面和次滑面假设,容易与实际情况产生较大偏差。针对这一问题,本文着眼于多滑动面深层抗滑稳定求解方法的探讨,建立多滑动面稳定计算的非线性方程组,并根据方程组的特点提出迭代求解方法。通过采用本文方法对某重点工程溢流坝段基岩深层抗滑稳定性进行分析,计算结果表明该方法具有更大的适用性,可为工程设计提供更好的依据。     

重力坝沿建基面抗滑稳定的研究

《混凝土重力坝设计规范》规范提供的抗剪强度公式和抗剪断公式,都是设计重力坝时对重力坝进行整体抗滑稳定分析,整体抗滑稳定分析不能反应重力坝剪切失稳的实际过程.文章采用有限单元法对4种不同坝高的重力坝进行了计算,根据有限元计算的结果,用点安全系数法进行重力坝失稳过程的探讨,从局部反映重力坝的失稳机理.     

Stability analysis of concrete gravity dam on complicated foundation with multiple slide planes

A key problem in gravity dam design is providing enough stability to prevent slide, and the difficulty increases if there are several weak structural planes in the dam foundation. Overload and material weakening were taken into account, and a .finite difference strength reserve method with partial safety factors based on the reliability method was developed and used to study the anti-slide stability of a concrete gravity dam on a complicated foundation with multiple slide planes. Possible slide paths were obtained, and the stability of the foundation with possible failure planes was evaluated through analysis of the stress distribution characteristics. The results reveal the mechanism and process of sliding due to weak structural planes and their deformations, and provide a reference for anti-slide stability analysis of gravity dams in complicated geological conditions.     

大坝与抗力山体联合抗滑计算方法的初步探讨

与抗力山体联合作用是大坝抗滑稳定常用的措施,但由于受力复杂,通常采用有限元等方法进行安全评价。出于工程实用的需要,采用材料力学方法对大坝与下游抗力山体联合作用的受力状况进行分析,并以重力坝坝基刚体极限平衡抗滑稳定求解方法为基础,提出坝基抗滑稳定计算简易方法,并推导出相关公式。通过与有限元分析方法进行对比分析,认为材料力学方法的基本假定较为合理。结合典型算例和工程实例,进行抗滑稳定计算。结果表明对于该工程实例,在正常工况下,不考虑下游山体的抵抗作用及考虑该作用时,坝体抗滑稳定系数分别为2.97和4.87; 在地震工况下,这2个抗滑稳定系数分别2.24和3.89; 考虑抗力山体作用后,2种工况安全系数均大幅度提高。作为一种探索复杂受力状况下坝基稳定问题的方法,其物理力学意义清晰,计算过程简便,对于解决工程实际问题具有便捷性和实用性,其求解思路也可供其它类似工程的大坝抗滑稳定计算参考。     

亭子口大坝深层抗滑稳定试验研究

 深层抗滑稳定一直是重力坝设计中的关键性问题。实际工程坝基岩体往往存在软弱结构面、缓倾角裂隙、断层等,这些不利结构面组合可能构成坝基内连续或断续的滑裂面,从而对坝基的深层抗滑稳定性造成严重威胁。为了给设计基础处理优化方案提供依据,并对数值分析进行验证,采用地质力学模型试验技术,研究亭子口表孔坝段深层抗滑稳定问题。试验分别进行基础处理和不处理 2 个方案的研究,对运行工况下大坝及基础关键部位位移场及规律进行分析,并得出超载作用下大坝及基础位移规律、破坏机理、滑动路径和抗滑安全系数。对基础处理前后的亭子口坝基深层抗滑稳定性及加固处理措施作出安全评价。     

小南海水电站左岸溢流坝抗滑稳定分析

小南海水电站左岸溢流坝坝基内发育有层间剪切带、地层挠曲、顺河向的长大裂隙等,使其存在抗滑稳定问题。经分析该坝段的工程地质条件,确定坝基中可能出现的深层滑动破坏模式后,分别运用刚体极限平衡法和基于FLAC 3D的强度折减法计算坝基抗滑稳定安全系数,对比分析两种方法的计算成果。由强度折减法计算所得的安全系数均高于混凝土重力坝设计规范中规定的安全系数1.10,表明坝基的可能破坏模式不会发生,而刚体极限平衡法所得安全系数较强度折减法偏小,表明坝基的双斜滑动失稳模式可能发生,需要引起注意。但是对于不同的下游反向缓倾角裂隙倾角,两种方法所得安全系数的关系曲线变化趋势是一样的,倾角为40°时安全系数最小。     

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。     

基于三维有限元ABAQUS软件的重力坝深层抗滑稳定研究

基于有限元分析软件ABAQUS,利用强度折减法,依据收敛性判据、突变性判据对重力坝进行深层抗滑稳定分析。并结合工程实例对其中一个坝段进行了研究,计算分析了坝体的稳定性,并给出了深层抗滑稳定安全系数,推广了ABAQUS在水利工程中的应用。