白莲崖拱坝坝肩稳定性有限元分析

系统介绍了非线性有限单元解决拱坝坝肩稳定分析方法的原理,分析了岩体和结构面的单元模式,阐明了岩体的屈服条件和岩体在各种受力状态下的本构方程,详细介绍了运用荷载增量迭代法求解岩体应力应变的方法,并根据应力应变计算成果,以岩体内任一断面的抗滑稳定安全系数Fs作为目标函数,通过优化计算,求得最小安全系数对应的最不利的可能滑动面,从而解决拱坝坝肩稳定问题。本文通过此方法对白莲崖拱坝坝肩稳定性进行计算,并对其坝肩稳定给出综合评价。     

石家峡水库坝址区岩体抗滑稳定分析及处理方法研究

坝基和坝肩岩土体的抗滑稳定性对水库枢纽工程的安全运行及工程投资起至关重要的作用,石家峡水库为混凝土重力坝,坝肩、坝基工程地质条件较为复杂,右岸下部溶蚀裂隙及褐铁矿化、碳酸盐化蚀变发育强烈,对坝基、坝肩的滑移稳定将产生较大影响。文中运用极射赤平投影和理论计算方法,对两岸岩体中各种结构面进行抗滑稳定性分析,并对抗滑不利的部位提出了固结+帷幕灌浆处理措施,解决了坝体及岸坡岩体抗滑稳定问题。     

阳江上水库碾压混凝土重力坝深层抗滑稳定分析

通过建立最高坝段溢流坝段和最高坝段非溢流坝段模型,对阳江上水库碾压混凝土重力坝进行静、动力作用下的深层抗滑稳定分析,模型考虑了坝后白水瀑布陡崖的影响.静力计算是基于有限元强度折减法,无需假定滑动面,根据特征点位移突变以及塑性区贯通等判断准则来确定大坝的整体稳定性;动力分析采用振型分解反应谱法,由其导出水平地震剪力,并将该剪力作用在建基面上,在此基础上进行动力作用下的抗滑稳定分析.计算结果表明,各种工况下抗滑稳定安全系数均满足要求,失稳破坏时产生的可能滑移路径未通过下游白水瀑布陡崖,坝后白水瀑布陡崖不影响大坝安全.     

拱坝稳定分析的非线性有限元强度储备系数法应用研究

在有限元理论基础上,借助ANSYS平台结合强度储备安全系数法的实施步骤,可以很好地模拟混凝土拱坝工程中的抗滑稳定问题,通过算例的计算表明其相应的安全系数与理论值基本吻合.该方法用于拱坝的抗滑稳定分析,不仅得到坝肩的稳定安全系数还可以对断层滑裂面进行相关的求解.     

Anti-sliding Stability Analysis of a Stone Masonry Overflow Dam Based on ANSYS

重力坝抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿坝基面抗滑稳定的安全度.以陀兴水库浆砌石溢流重力坝的抗滑稳定分析为例,应用ANSYS有限单元法对该重力坝建模、施加荷载及利用后处理功能计算坝基面的抗滑稳定安全系数,并通过传统的刚体极限平衡法对结果进行验算.结果表明,同工况条件下,两种方法计算的安全系数差别不大,结论可靠,该溢流重力坝满足抗滑稳定要求.     

基于ANSYS的浆砌石溢流重力坝坝基面抗滑稳定安全分析

重力坝抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿坝基面抗滑稳定的安全度.以陀兴水库浆砌石溢流重力坝的抗滑稳定分析为例,应用ANSYS有限单元法对该重力坝建模、施加荷载及利用后处理功能计算坝基面的抗滑稳定安全系数,并通过传统的刚体极限平衡法对结果进行验算.结果表明,同工况条件下,两种方法计算的安全系数差别不大,结论可靠,该溢流重力坝满足抗滑稳定要求.     

拱坝侵彻损伤效应与安全控制(Ⅳ):坝肩稳定及安全预警指标

拱坝遭受侵彻损伤后,应力重新调整,坝体极限承载力与坝肩稳定性随之下降。首先研究拱端合力（总推力）推力角的减小率,以此判断坝肩的整体稳定性;接着研究各层拱圈拱端推力角的减小率,初步判断坝肩的局部稳定性及危险部位;然后采用刚体极限平衡法,依据地形地质条件,选取局部稳定存疑的坝肩岩体,计算其抗滑稳定安全系数,进一步细判其局部抗滑稳定性,同时建议了坝肩整体及局部稳定安全的3级预警指标;最后,以某拱坝为例进行了拱坝坝体遭受侵彻损伤后坝肩稳定性判断和预警信息的模拟发布。最终成果与先前发表的论文成果结合,可为拱坝侵彻损伤效应分析与安全预警发布提供支撑。     

基于矢量和法的矿山边坡稳定性分析

基于矢量和法的矿山边坡稳定分析方法在边坡的荷载和滑面已知的情况下,运用有限元法计算滑裂面上的真实应力分布,得出滑裂面上各处静滑动摩擦力合力方向的反方向即安全系数的计算方向θ,并在此方向上由抗滑力与滑动力的矢量和得出矢量法安全系数F(θ).本文运用矢量分析法计算出大冶东露天采场F9断裂带内某边坡的安全系数,将计算结果与极限平衡法和有限元强度折减法计算结果进行了分析和比较,分析表明该法与已得到工程验证的有限元强度折减法模拟该边坡渐进破坏的定向分析结果相吻合,说明了矢量分析法的可行性和工程实用性.     

对震后沙牌拱坝坝肩动力稳定性的再分析

沙牌RCC拱坝是少数经受了大地震考验的百米级高坝实例之一,对其坝肩动力稳定性的再研究意义重大。本文综合有限元法与刚体极限平衡法的优势,提出极限累积位移公式作为滑块失稳判据,开展了两种地震波作用下的沙牌坝肩动力稳定分析并对5.12地震反演的人工波开展了拱坝坝肩稳定性超载分析。结果表明,在反映5.12地震的人工波（ah=2.05 m/s2）作用下,沙牌左右坝肩稳定,与实际地震效应一致。在设计波（ah=5.31m/s2）作用下,沙牌左岸坝肩将失稳,而右岸仍稳定。进行人工波超载分析时,左岸坝肩滑块L1、L2分别经受3.2、3.6倍人工超载波时会发生滑移失稳;右岸坝肩滑块则在4.2倍超载波作用下滑移失稳。此次沙牌坝肩动力稳定再分析考虑了滑块滑移方向及安全系数瞬态变化对滑块累积位移的影响,更真实地反映了沙牌拱坝坝肩滑块滑移规律,为工程实际中的坝肩动力稳定分析提供了一个新思路。     

小湾拱坝坝肩抗力岩体加固分析研究

采用三维弹粘塑性有限单元法,对小湾拱坝坝肩抗力岩体进行加固分析,得出了不同加固处理方案下坝肩抗力岩体的变形分布规律.研究结果表明,受断层和蚀变带影响,右坝肩抗力岩体的变形稳定条件比左岸差;采用文中推荐的方案进行加固处理后,右坝肩的变形稳定条件得到明显改善,两岸的变形分布规律趋于一致.根据研究结果,对推荐加固方案的进一步优化方向提出了建议.     

鲁皂水库重力坝深层抗滑稳定性分析

修建在软弱地基上的重力坝,常在其下部设置抗滑齿墙以提高其抗滑稳定性.以鲁皂水库重力坝为工程背景,根据有限元计算的结果分析了坝踵设置齿墙的重力坝深层抗滑稳定性的变化规律.结果表明:抗滑稳定安全系数随着第2滑裂面起点从坝趾向下游移动的过程中先减小后增大,最小值发生在距坝趾10~20m范围内;第1滑裂面越平缓对抗滑稳定性越不利;当第1滑裂面刚好从齿墙底部滑过时对抗滑稳定性最不利;第2滑裂面的倾角对安全系数的影响与第1滑裂面侵入齿墙的深度有关.     

节理岩质边坡稳定性分析及其工程应用

采用有限单元法对含节理岩质边坡进行应力应变及稳定性分析,得到边坡岩体的应力分布及变形特征;通过强度折减,得到边坡的稳定安全系数以及可能的最危险滑动面;了解边坡破坏的主要控制因素及破坏过程.以某水电站坝轴线处岩质高边坡为例,采用有限单元法对边坡进行了稳定性分析.结果表明:对于含节理的岩质边坡,有限单元法可以分别研究岩块和节理的屈服情况,为分析边坡可能发生的破坏形式及破坏过程提供依据;通过工程实例验证了有限单元法在节理岩质边坡稳定性分析中的可行性.对于大型工程的含节理岩质高边坡,采用有限单元法分析其稳定性,并与刚体极限平衡方法的计算结果进行对比,能够更好地反映边坡的变形及稳定状态.本研究成果对类似边坡工程具有一定的借鉴作用.     

基于非线性有限元的高拱坝坝肩稳定性分析

处于复杂地质条件下的拱坝,坝肩岩体稳定性问题是其发生事故的重要原因之一。某水电站拱坝右坝肩发育有靠近坝体的蚀变集中带及沿该集中带的多条断层,左坝肩在坝肩槽不同高程有多条断层出露,地形地质复杂。为了正确合理地研究其坝肩岩体的稳定特性,根据水电站坝址区地形地质条件,充分考虑拱坝左右坝肩的主要断层及蚀变带等不利地质构造,建立3维有限元模型,模拟拱坝及坝区岩体在正常运行及温降工况下的应力场;采用点安全系数法分析坝肩岩体在加固和未加固的情况下的稳定性,并运用综合强度储备法评价坝肩的极限承载能力。结果表明:坝肩岩体点安全系数均处于合理范围内且相对较高,综合安全系数相对较大,说明坝基加固措施合理有效,坝肩具有较强的承载能力。     

基于非线性有限元的高拱坝坝肩稳定性分析-研究生论坛

处于复杂地质条件下的拱坝,坝肩岩体稳定性问题是其发生事故的重要原因之一。某水电站拱坝右坝肩发育有靠近坝体的蚀变集中带及沿该集中带的多条断层,左坝肩在坝肩槽不同高程有多条断层出露,地形地质复杂。为了正确合理地研究其坝肩岩体的稳定特性,根据水电站坝址区地形地质条件,充分考虑拱坝左右坝肩的主要断层及蚀变带等不利地质构造,建立三维有限元模型,模拟拱坝及坝区岩体在正常运行及温降工况下的应力场,采用点安全系数法分析坝肩岩体在加固和未加固的情况下的稳定性,并运用综合强度储备法评价坝肩的极限承载能力。研究结果表明,坝肩岩体点安全系数均处于合理范围内且相对较高,综合安全系数相对较大,说明坝基加固措施合理有效,坝肩具有较强的承载能力。     

平硐综合物探在双曲拱坝坝肩深卸荷勘探中的应用

叶巴滩水电站为双曲拱坝水电站,坝区岩体结构复杂,坝高高,拱坝坝肩抗滑稳定性是关键的工程地质问题,位于坝肩50m以里的深卸荷岩体,在大坝的作用力下将形成滑动面,这对拱坝的稳定性构成了极大的威胁。为了划分出新鲜岩体中的深卸荷岩体,并圈定深卸荷岩体的空间展布,采用平硐声波、平硐地震波CT成像综合物探手段对坝肩深部卸荷岩体进行划分、圈定。结果表明,综合物探手段对划分深卸荷岩体、了解其空间分布效果显著。综合物探手段为拱坝坝肩抗滑稳定性研究提供了依据,也为整个拱坝设计及基础处理提供了科学指导。     

基于块体元的塑性极限下限法在拱坝坝肩稳定分析中的应用

将块体单元法与极限分析下限法相结合,提出了拱坝坝肩稳定的块体单元极限分析下限法.借助于块体单元法离散计算区域,通过块体系统静力场在结构面上满足Mohr-Coulomb屈服条件、应力边界条件以及在块体单元上的力矢力矩平衡原理,构成求解拱坝坝肩强度储备安全系数下限解的数学规划模型,模型的求解采用内点法.最后研究了一个楔形体算例和青龙拱坝左岸坝肩实例,通过比较块体单元下限法计算结果与刚体极限平衡法计算结果,验证了该方法的可行性.     

重力坝深层抗滑稳定空间分析方法

本文根据楔形体抗滑稳定计算原理,运用刚体极限平衡法,导出了重力坝深层抗滑稳定空间计算公式。工程实践证明,当坝基内结构面走向和坝轴线有一定的夹角时,运用本文提出的空间方法进行坝基稳定分析是经济合理的。     

渗流力和结构面水弱化作用下裂隙岩体边坡块体的稳定性

裂隙岩体渗流是影响岩体稳定性的重要因素之一。裂隙中的流体流动不仅会产生渗流力,而且会降低裂隙面的强度,致使边坡失稳、隧道塌方等事故频发。为揭示渗流作用对裂隙岩体边坡块体稳定性的作用机理,基于关键块体理论,提出一种同时考虑渗流力和结构面水弱化作用的稳定性分析方法,其中,渗流力基于渗流理论和统一管网法计算,结构面水弱化根据经验公式确定。以某岩质边坡为例,采用该方法对边坡在渗流作用下的块体稳定性开展研究。研究结果表明,渗流力与结构面水弱化作用对裂隙岩体边坡块体稳定性的作用方式不同,渗流力既会改变块体的抗滑力又会改变块体的滑动力,对块体稳定性的影响较为复杂,包括改变块体的稳定状态、滑移面、失稳形式;结构面水弱化只降低块体的抗滑力,进而降低块体的稳定性,不改变块体的失稳形式。此外,对于裂隙边坡工程,通常存在一个最危险渗流压力值。     

关于《水工建筑物》土坝斜墙稳定计算方法的讨论

《水工建筑物》介绍了土坝斜墙与保护层稳定计算的数解法,有的水电设计部门用此法编制了电算程序。我们曾用这种方法验算斜墙和斜心墙坝的稳定,发现教材的某些观点有必要进一步讨论。《水工建筑物》教材有关内容如下; 如图(1)假定折线滑动面LBGD.抗滑力和滑动力之比是斜墙连同保护层沿拟定滑面滑动的稳定安全系数。     

含断续节理脆性岩体灌浆效果研究

本文针对含断续节理天然岩体灌浆前后不同节理接触度,运用断裂力学理论建立相应的岩体抗剪强度分析模型。并用有限单元法研究了节理面不同接触度条件下岩体沿节理面方向综合抗剪强度参数的变化,从而定量地给出了灌浆效果与岩体强度的相互关系。