研究生论坛：含不同倾角结构面的重力坝坝基深层抗滑稳定研究

为了研究存在不同倾角结构面时的重力坝坝基深层抗滑稳定问题,本文基于超载理论的地质力学模型试验,对含双倾斜结构面的某水利枢纽中的C#坝段进行破坏试验,得到坝基的破坏机理以及超载安全系数K_p=3.0,再采用有限元,对天然坝基存在的不同倾角结构面进行多种组合计算分析,得到含单倾斜结构面坝基超载安全系数K_c=2.6、双倾斜结构面坝基超载安全系数K_c=2.4。研究结果表明：对于含双倾斜结构面的重力坝坝基,模型试验与有限元计算所得的大坝破坏失稳过程相似,模型试验得到的超载安全系数略大于有限元计算所得超载安全系数;含不同倾角结构面重力坝坝基,其失稳滑动模式和破坏机理均不同。本研究采用两种不同的方法进行对比分析,相互验证,揭示了含不同倾角结构面的重力坝坝基深层滑动的破坏机理。     

基于有限元法的重力坝双斜面抗滑稳定分析

对坝基含双斜面软弱结构面的某重力坝工程挡水坝段,以非线性有限元法进行静力荷载作用下的深层抗滑稳定研究.计算结果表明,当坝基内含有双斜面软弱结构面时,在超载过程中,坝体沿该双斜结构面向下游滑动,其中坝踵附近的软弱结构面最危险,坝趾下游结构面次之,判定超载安全系数K=3.0～4.0.并通过刚体极限平衡法对有限元计算结果进行...     

基于不同地基条件下Hardfill坝的破坏模式及稳定性研究 (研究生论坛）

Hardfill坝是一种介于重力坝与土石坝之间的新坝型,坝体结构特性较好,整体应力水平较低,应力集中不明显,但是Hardfill坝对于地基的适应能力如何还有待了解,所以对其在不同地基条件上的结构破坏模式与稳定性的研究很有必要。本文采用地质力学破坏模型试验和有限元计算,针对在外荷载作用下Hardfill坝在均质地基以及含有复杂结构面的地基上的破坏模式及其稳定性开展研究。结果显示：在均质地基上Hardfill坝由坝踵首先开裂,并沿着建基面一直贯通直至坝趾处发生整体失稳,超载安全系数较大;在含有软弱结构面的复杂地基上的坝与地基主要在软弱结构面出现塑性破坏,最终沿软弱结构面发生滑动失稳,稳定安全度相对于均质地基较弱。     

刚体极限平衡法在坝基深层抗滑稳定计算中的应用

坝基深层滑动面的产状及组合一般可分为单斜面滑动、双斜面滑动和多斜面滑动,其中双斜面滑动 最为常见。本文在阐述坝基的单滑面和双滑面两种滑移模式的计算原理、安全判据等的基础上,用等安全系 数法计算向家坝水电站泄12 坝段的安全系数,分析了抗力角φ 的变化对安全系数的影响及第二滑裂面最不利 的位置及其对安全系数的影响。计算结果表明,随着φ 角的增大,安全系数逐渐增大,从安全角度出发,工 程上一般取φ=0。     

地震条件下亭子口重力坝深层滑动失稳模式研究（研究生论坛）

深层抗滑稳定是重力坝设计中的关键性问题,深层滑动失稳模式的确定是深层抗滑稳定问题分析的重要环节。目前地震条件下重力坝深层滑动失稳模式研究成果较少,且静力条件下较常用的处理方案中对滑移失稳模式的确定为定性方法,较依赖于工程经验。基于此研究现状,以亭子口重力坝为工程背景,本文采用了以静力条件下大坝深层滑动失稳模式为基础,综合模型试验与数值分析、定量分析与定性分析成果的研究方法,深入分析了地震条件下重力坝深层滑动失稳模式。获得地震条件下重力坝深层滑动三种可能的失稳模式,并结合局部稳定安全系数与整体稳定安全系数对各可能滑动失稳模式安全储备有较准确的认识。     

光纤光栅传感器在重力坝结构模型试验中的应用

在水工结构模型试验研究过程中,主要采用表面位移计、电阻应变片等仪器对坝体的位移和应变、坝基以及抗力体的位移进行测试,而传统的监测仪器难以准确测定模型的内部变形。以某重力坝段为基础,在坝体和坝基分别埋设光纤光栅传感器,对结构模型在超载过程中的内部位移进行监测,并采用位移计、电阻应变片对该物理模型进行了变形监测。通过光纤传感器和位移计对坝体和坝基位移的监测结果比较分析,表明两者在对应部位的监测结果较为一致,证明了光纤光栅传感器在重力坝结构模型试验应用中的可行性,同时试验结果揭示了坝基超载安全系数约为6.0,以及在超载作用条件下的坝基破坏机理。     

具有软弱夹层基岩上混凝土重力坝抗滑稳定的刚体平衡法

近来国内外在具有软弱夹层基岩上修建混凝土重力坝的数量日益增多。核算大坝的抗滑稳定安全度是重力坝设计中的首要问题。目前在设计中常用等稳定法(或称等安全系数法)、剩余推力法和被动抗力法校核具有软弱夹层基岩上混凝土重力坝的抗滑稳定。本文根据大坝抗滑稳定超载模型试验,分析了具有软弱夹层基岩上混凝土重力坝滑动和失稳的机理,提出了建议的刚体平衡法。此法既留有余地又不过于保守,并且不仅可以计算设计条件下的抗滑稳定安全系数,而且可以计算出初始滑动时的超载系数和最终失稳时的超载系数,这是其他方法所不能达到的。     

双斜复合滑裂面岩基上混凝土重力坝稳定研究

本文利用非线性有限元计算和地质力学模型试验,就水利工程中常见的,双斜复合滑裂面岩基上混凝土重力坝的抗滑稳定问题进行了研究。着重探讨坝基系统的应力分布、变形状态、破坏形式的变化规律,以阐明其破坏机理和对系统稳定安全度的影响.     

抗滑硐塞加固重力坝坝基的稳定分析

采用弹塑性有限元法，对采用混凝土抗滑硐塞加固缓倾角软弱结构面时重力坝坝基的失稳破坏过程进行了计算分析，并进一步对其稳定准则和审查方法进行了研究。     

抗滑硐塞加固重力坝坝基的稳定分析

采用弹塑性有限元法，对采用混凝土抗滑硐塞加固缓倾角软弱结构面时重力坝坝基的失稳破坏过程进行了计算分析，并进一步对其稳定准则和审查方法进行了研究．     

不同地质条件下重力坝扬压力等效模拟方法分析

针对不同地质条件及不同超载系数情况下扬压力等效模拟方法的效果问题,使用地质力学模型试验与有限元计算相结合的方法,通过对均质地基及含有软弱结构面的复杂地基上的重力坝进行分析研究,对比分析地质力学模型试验、利用有限元进行计算的等效扬压力模型和实际扬压力模型(以下简称等效模型和实际模型)所得结果,验证不同地基条件及不同超载系数情况下扬压力等效模拟的可行性。结果表明,扬压力等效模拟的方法在均质地基和复杂地基的不同超载系数下均能较为合理地实现对重力坝扬压力的等效,应用于地质力学模型试验中是可行的。     

复杂岩基上重力坝坝基稳定模型试验与有限元分析

软弱结构面发育、断层与错动带相互交错是复杂岩基的重要特征。针对武都重力坝地质条件极其复杂的特点,试验研制出适合该工程地质条件的模型材料,建立了典型坝段坝基的地质力学试验模型和3维非线性有限元计算模型。采用地质力学模型综合法试验和3维非弹性有限元计算方法研究武都重力坝加固方案的坝基稳定问题,两种方法得出16^#-19^#坝段的综合安全系数Kc分别为3.6-4.8和3.8-5.4,两种研究方法的结果基本一致。同时,试验和计算研究成果表明,坝基加固处理后,坝与地基的变形明显减小,稳定安全系数显著提高,为坝基抗滑稳定安全性评价和加固设计提供了科学依据。将试验与计算紧密结合起来进行复杂岩基上重力坝的坝基稳定分析为其他类似工程提供了参考。     

含硬性贯通结构面的岩质边坡稳定性研究

选取典型的具有硬性贯通结构面的岩质边坡模型,采用有限元强度折减法并应用岩土数值模拟软件对其进行详细的数值模拟,得到边坡在不同位置结构面、坡角及倾角下的安全系数和潜在滑移面。这说明将含贯通结构面的岩体总体特征予以反映并使之模型化是可行的。结果表明,随着结构面与坡脚距离的增大,安全系数也逐渐提高;边坡坡度越大,剪应力向坡脚集中,继而易发生破坏;坡角一定时,安全系数随倾角呈U形抛物线变化;潜在滑移面不一定沿着结构面发生破坏,也可能在岩体内滑动。上述各项岩土参数对岩质边坡稳定性的影响规律,可用于指导工程实践,有一定的推广价值。     

光纤光栅传感器在重力坝结构模型试验中的应用研究

在水工结构模型试验研究过程中,主要采用表面位移计、电阻应变片等仪器对坝体的位移和应变、坝基以及抗力体的位移进行测试。而对于模型在超载作用下产生的内部变形,传统的监测仪器难以准确测定。本研究以某重力坝段为基础,在坝体和坝基分别埋设光纤光栅传感器,对结构模型在超载之后的内部位移进行监测,同时安装于大坝表面的位移计、电阻应变片对该物理模型进行了变形监测。通过光纤传感器和位移计对坝体和坝基位移的监测结果进行比较分析,表明其在对应部位的监测结果较为一致,说明了光纤光栅传感器在重力坝结构模型试验应用中的可行性。试验结果揭示了超载系数约为6.0, 同时得到了重力坝结构模型在超载作用下的破坏机理。光纤光栅传感技术在水工结构模型试验中的成功应用有助于我们更充分了解坝体和坝基在加荷作用下的内部变形情况。     

溪洛渡高拱坝渐进破坏过程仿真分析与稳定安全度研究

采用三维弹塑性有限元方法，模拟施工程序和加载过程，考虑坝体基础相互作用，利用强度储备系数法、超载系数法和能量法等，对坝体－坝基系统进行渐进破坏过程计算分析。计算结果表明，模拟破坏的方法不同，其渐进破坏过程和失稳模式不同，相应强度储备安全系数和超载安全系数也不同，而用强度分析法和稳定分析法求得的极限承载能力完全一致，大坝的稳定安全度满足要求。     

不同地质条件下重力坝扬压力等效模拟方法分析（“研究生论坛”稿件）

摘要:针对不同地质条件及不同超载系数情况下扬压力等效模拟方法的效果问题,使用地质力学模型试验与有限元计算相结合的方法,通过对均质地基及含有软弱结构面的复杂地基上的重力坝进行分析研究,对比分析地质力学模型试验、利用有限元进行计算的等效扬压力模型和实际扬压力模型（以下简称为等效模型和实际模型）所得结果,验证了不同地基条件及不同超载系数情况下扬压力等效模拟的可行性。成果表明,扬压力等效模拟的方法在均质地基和复杂地基的不同超载系数下均能较为合理的实现对重力坝扬压力的等效,应用于地质力学模型试验中是可行的。     

缓倾角层状岩基对重力坝稳定性的影响

本文利用某水电站溢流坝和挡水坝段结构模型试验成果,探讨了坝基内软弱带以及夹层对重力坝稳定性的影响,通过上述试验成果的分析,获得其破坏过程、破坏机理及超载安全度。     

超载频度对大坝稳定模型试验结果的影响研究及工程应用

地质力学模型试验是研究大坝稳定安全的重要手段之一,其通过选择一定的超载频度进行逐级超载,来获得模型大坝的变位、应变、破坏过程和破坏形态等成果,从而综合评价原型大坝工程的稳定安全性。因此,超载频度的选择直接影响试验成果的可靠性,需要进行深入研究。本文结合国家自然科学基金面上项目“高坝稳定地质力学模型综合法试验科学基础与应用研究(51379139)”,针对超载频度对模型试验成果的影响程度及超载频度的合理取值等问题,基于重力坝与地基整体稳定典型案例,开展了不同超载频度(ΔP=0.2P,0.5P,1.0P)的地质力学模型试验,研究超载频度对大坝稳定地质力学模型试验成果的影响。结合数值计算和刚体极限平衡法结果,综合分析并确定了超载频度的合理取值,即ΔP=0.2P。在此基础上,将研究成果运用到丹巴水电站典型坝段坝基稳定分析中,通过模型试验研究分析了坝与地基的变位分布特征、变位关系曲线规律、破坏过程及破坏形态,得到了丹巴水电站典型坝段超载稳定安全系数,研究成果为大坝稳定地质力学模型试验的加载方式提供科学依据,评价了丹巴水电站典型坝段的坝基稳定性和安全性,为该工程的设计和施工提供参考。     

用真实抗剪断强度研究重力坝沿坝基面的失稳破坏过程

采用弹塑性力学有限元法,使用真实抗剪强度进行屈服判断,对于坝体高度,坝体混凝土与坝基岩体的弹性模量,坝基面的抗剪强度变化的多种情况,重力坝沿坝基面失稳破坏的机理与过程进行入较深入的研究,得出了一些可供今后经济安全设计重力坝和修订规范参考的结论。     

用真实抗剪断强度研究重力坝沿坝基面的失稳破坏过程

采用弹塑性力学有限元法,使用真实抗剪断强度进行屈服判断,对于坝体高度、坝体混凝土与坝基岩体的弹性模量、坝基面的抗剪强度变化的多种情况,重力坝沿坝基面失稳破坏的机理与过程进行了较深入的研究,得出了一些可供今后经济安全设计重力坝和修订规范参考的结论．