重力坝沿建基面滑动的能量突变理论分析研究

采用突变理论对重力坝及其地基系统失稳的突变过程进行研究,采用能量突变判据分析失稳的可能性.在考虑渗流-应力耦合理论基础上,采用水重度超载法对重力坝及其地基系统在实际运行过程中的受力状态进行数值模拟,从而为突变判据提供较实际的计算数据,并对超载系数和传统的收敛准则判据做对比分析.结果表明,基于总塑性应变能突变判据可较好反映耦合情况下的重力坝失稳状态,而总应变能突变判据预测结果较差.     

陡倾阶梯式复合建基面上进水塔的抗滑稳定分析

某高耸进水塔的建基面为陡倾阶梯式复合建基面,受力机理较为复杂。为验证其抗滑稳定性,借助ANSYS有限元分析软件,建立陡倾阶梯式复合建基面上进水塔的三维有限元模型,计算陡倾阶梯式复合建基面上的正应力和剪应力,并积分得到各平面的法向力和切向力,利用抗剪断强度公式计算进水塔的抗滑稳定性。结果表明,进水塔抗滑稳定性满足稳定要求;进水塔建基面上最大压应力不超过2.3 MPa,满足地基允许承载力要求;塔背撑墙与基岩交接面存在很大的顺水流向拉应力,需采取相应的工程措施。     

基于Mohr-Coulomb准则点安全系数的隧道围岩稳定分析

针对隧道围岩支护系统的稳定性、可靠性、安全性评价问题,基于Mohr-Coulomb准则,采用FLAC3D.自带Fish语言,编制了相应Mohr-Coulomb准则点安全系数程序,并结合实例评判围岩稳定性.结果表明,自编程序计算的安全系数小于1的区域与FLAC3D软件计算的塑性区分布范围基本吻合,验证了该法合理有效、简便、易被工程界所接受,并通过求解围岩稳定的安全系数建立评价指标,为锚杆和衬砌支护提供合理的支护参数.     

官地水电站重力坝深层抗滑稳定分析

官地水电站坝址区地质条件复杂,缓倾角错动带和裂隙较发育,分布比较普遍,因此坝基深层抗滑稳定问题受到高度关注。利用ANSYS有限元分析软件,选取#13坝段作为典型坝段,结合该坝段工程实际和概化的滑移通道,建立三维有限元模型,采用强度储备法分析坝基的深层抗滑稳定性、坝体及坝基的位移和应力变化规律。结果表明,三维非线性有限元分析在以塑性区贯通为失稳判据的情况下,最危险的滑移通道1的深层抗滑稳定安全系数大于3.0,可见#13坝段深层抗滑稳定满足规范要求。     

层状岩基重力坝深层抗滑稳定分析

针对含软弱夹层的层状岩基重力坝深层抗滑稳定问题,在分析层状岩基的深层失稳模式的基础上,提出了深层滑动面的自动搜索方案,并利用刚体极限平衡法研究了软弱夹层的埋置深度、位置及倾角对深层抗滑稳定安全系数的影响规律,进而利用深层滑动面搜索方法分析了向家坝水电站左非~#3坝段坝基的深层抗滑稳定性。结果表明,左非~#3坝段坝基深层抗滑失稳模式为坝踵岩层断裂滑移模式,在正常蓄水状态下该坝基深层抗滑稳定性满足规范要求。     

三斜面法在重力坝深层抗滑稳定性分析中的应用

针对重力坝深层抗滑稳定双斜面法存在的不足,探讨了重力坝深层抗滑稳定的三斜面法,将坝趾处分界面的倾角及其上抗力方向角作为未知量,在三个倾斜滑裂面上建立等安全系数法极限平衡方程,根据抗滑稳定安全系数极值条件,通过迭代和双重搜索试算求解最小的安全系数和最危险的滑裂面形态。计算结果表明,三斜面法更贴近实际工程的客观条件,比双斜面法更合理可靠、更具有普遍适用性。     

重力坝深层抗滑稳定接触非线性有限元分析

鉴于复杂地基上重力坝深层抗滑稳定分析传统算法的局限性,将接触问题引入重力坝深层抗滑稳定分析中,验算大坝抗滑稳定性。针对某重力坝工程地质条件和受力特点,建立有限元接触模型,考虑接触非线性的特性和法向应力与剪应力之间的交叉影响,提出基于强度折减法的接触非线性有限元算法,对预设缝进行整体降强,根据坝基特征点突变并结合接触缝滑移连通情况确定深层滑动面及稳定安全系数,并与传统算法计算结果进行比较。结果表明,接触算法具有自动搜索危险滑面、计算量少、收敛性好的优点。     

重力坝深层抗滑稳定计算中各参数的敏感性分析

采用传统的刚体极限平衡法导出了第二滑裂面为倾斜的双滑面深层抗滑稳定计算公式,针对重力坝深层抗滑稳定计算中各参数φ、θ、β的不确定性问题,以某重力坝为例对其参数进行了敏感性分析,并评价了各参数在抗滑稳定计算中对安全系数K的影响.结果表明,参数φ、θ、β对安全系数K均有一定影响,在实际工程中应充分考虑这些影响,以便使工程达到既安全又经济的目的.     

龙滩大坝抗滑稳定可靠度分析

针对重力坝坝体中存在薄弱层面影响坝体结构安全,以龙滩大坝为例,选取9条薄弱层面,采用非线性有限元法计算获得的应力结果分析各层面抗滑稳定可靠度,并计算了层面体系可靠度.结果表明,该方法合理可靠,可供借鉴.     

矢量和方法在重力坝深层抗滑稳定评价上的应用

以向家坝坝基工程为例,采用矢量和方法研究不同滑移面状况下矢量和安全系数的变化趋势,并与刚体极限平衡方法计算结果进行比较。结果表明,矢量和安全系数受滑移面因素影响的变化趋势与刚体极限平衡方法一致,但整体比刚体极限平衡安全系数偏小,最大偏差达9.0%。     

折线台阶状基础面重力坝的抗滑稳定性分析

折线台阶状基础面重力坝的抗滑稳定性分析,目前尚无统一完善的计算方法,基于滑楔法及重力坝深层抗滑稳定分析方法,提出了一种视坝体为刚体、滑动体由若干楔形体组成的简易方法,编制了计算程序,并将其应用于漫湾水电站#4坝段抗滑稳定性分析中.结果表明,该方法简便实用、计算成本低,且精度较高.     

Fluent数值模拟重力坝坝基渗流场的准确性分析

为探明程序中多孔介质模型求解重力坝坝基渗流场问题的准确性,采用基于有限体积法的Fluent 数值模拟程序求解坝基渗流场,以半无限深简单地下轮廓线的二维稳定有压渗流场为例,不考虑多物理 场耦合时,基于渗流理论,采用理论求解法计算渗流场各测点表征量的精确解,并与Fluent后处理程序 输出的相应测点同一表征量的数值模拟结果进行了比较。结果表明,基于有限体积法的数值模拟结果与 理论解相比误差在3%以内,可满足工程精度要求。     

重力坝岸坡坝段建基面稳定分析

重力坝岸坡坝段在开挖建基面时由于其地形限制而形成台阶式建基面,与河床坝段相比,岸坡坝段的稳定性分析更为复杂,针对台阶式岸坡坝段的稳定计算研究较少,基于重力坝岸坡坝段受力特性,结合毕肖普法、克莱法,推导出一种岸坡坝段的三维稳定分析方法,并以澜沧江干流上的某重力坝的左岸#11坝段为例,采用该方法进行建基面的稳定性分析。结果表明,#11坝段的稳定安全系数符合规范要求,证明推导出的稳定分析方法在台阶式岸坡坝段上的应用是可行的。     

复杂地基下重力坝抗滑稳定可靠度分析

针对复杂地基条件下重力坝不同抗滑稳定评估方法的适应性问题及传统刚体极限平衡法中多滑面功能函数难以显式建立的现状,在传统安全系数评估方法的基础上,构建了失效通道的抗滑稳定功能函数,结合响应面方程和验算点法进行抗滑稳定可靠度分析,提出了考虑失效模式间相关性的基于条件概率降维法(DRMCP法)的复杂地基重力坝多通道失效的串联体系可靠度计算方法,实现了对复杂地基情况下的高混凝土重力坝抗滑稳定安全可靠性进行分析。某高重力坝实例分析结果表明,地基材料的复杂性、变异性造成同一滑移通道安全系数与可靠度并非完全对等,复杂地基情况下体系可靠度主要取决于最薄弱通道的单点可靠度。     

FCM-RVM预警模型在某重力坝典型坝段水平位移预测中的应用

针对大坝变形原型监测数据的非线性和影响因子的相关性问题,提出一种基于模糊C-均值聚类（FCM）和相关向量机(RVM)的组合建模方法。首先用FCM方法对影响因子进行相似聚类,然后运用RVM算法分别对每一聚类样本进行训练学习得到对应的RVM模型,其中RVM算法中的核参数采用改进的粒子群（PSO）算法寻优。将各组合算法用于某重力坝典型坝段水平位移的安全模型构建中,并与多种模型预测结果对比,结果表明,FCM-RVM预警模型的预测精度较高。研究结果可为类似工程的大坝变形预警提供参考。     

池潭大坝坝基渗流异常成因解析

针对池潭大坝6^#～8^#坝段坝基出现扬压力测孔水位较高、6^#坝段坝基渗漏量较大等异常情况，根据坝基渗流实测资料，应用有关的数学模型对异常情况进行了定量和定性的分析，解析了异常情况的成因，对相应坝段渗流性态进行了评价。     

重力坝挠度多测点空间模型研究

针对重力坝单测点位移监控模型存在的不足,从力学特性出发构建了重力坝挠度的多测点空间模型,并依托官地重力坝典型坝段原观监测资料分析了模型适用性及预测时间长短对模型精度影响等关键问题。结果表明,该模型较传统统计回归模型预测精度高,能通过有限测点掌控大坝变形的整体分布规律,可运用于大坝时空变形特性预测、缺测数据补齐等。同时,为保证模型预测误差控制在10%以内,建议其预测时长不超过90d。     

基于新型本构模型的胶凝砂砾石坝抗震工作性态研究

鉴于目前胶凝砂砾石料的动力特性研究较少,关于胶凝砂砾石坝动力工作性态的认识尚不能满足设计、施工及运行管理的需求,基于试验研究提出的新型胶凝砂砾石料动力本构关系,分析了该坝型的抗震工作性态,研究了坝坡及胶凝剂含量对大坝动力响应的影响。计算结果符合实际工程的一般规律,可为该坝型的工程实践提供参考依据。     

接触面状态判据在重力坝深层稳定性分析中的应用

有限元强度折减法是分析重力坝抗滑稳定的常用方法之一,其计算所得安全系数与所选择的失稳判据密切相关。基于有限元强度折减法,提出一种以接触面状态作为失稳判据的方法,即将有限元模型中的滑动接触面全部处于滑动或脱开状态时的折减系数作为抗滑稳定安全系数。以某重力坝的两种深层滑动模式为例,分别建立三维有限元模型,采用接触面状态判别法进行稳定计算,并与剪力比例法、计算收敛性判据、关键点位移突变性和塑性区贯通性判据进行对比分析,证明所提的以接触面状态作为失稳判据的合理性和有效性,为重力坝抗滑稳定分析提供了一种新思路。