卸荷条件下某水电站岩质边坡动态开挖稳定性分析

某水电站泄洪洞进口边坡存在大量的岩质边坡开挖工程,为了研究开挖对该水电站岩质开挖边坡稳定性的影响,基于卸荷岩体力学理论及方法,考虑边坡开挖作用下岩体的动态卸荷变化,应用ANSYS有限元软件和FLAC3D有限差分计算软件,在数值分析中模拟开挖并进行稳定性分析。研究结果表明:该高边坡在开挖过程中,随着开挖的推进,应力应变均呈现逐渐增大的趋势,且塑性区范围也越来越大。考虑动态岩体开挖卸荷作用比不考虑时应力应变以及塑性区变化有较大差别,因此在实际施工中应充分考虑岩体动态卸荷作用对边坡稳定性的影响,据此制定合理的加固措施。     

基于ANSYS的水库边坡卸荷有限元数值研究

水利水电工程建设是我国新能源战略的重要组成,在水利工程建设中经常会遇到岩体开挖后边坡失稳现象。岩体开挖是一种物理卸荷作用,研究卸荷理论及其数值计算方法对水利工程设计意义重大。基于国内外研究进展,首先利用Mohr-Coulomb强度准则对岩体卸荷强度参数进行分析。随后利用ANSYS软件建立了边坡开挖有限元模型,并计算了边坡开挖卸荷过程中的应力分布和塑性区分布。最后对边坡位移和锚杆轴力进行分析,对比了考虑卸荷效应和未考虑卸荷效应的区别。     

石人水库边坡开挖卸荷有限元模拟分析

水利水电工程建设是我国新能源战略的重要组成,在水利工程建设中经常会遇到岩体开挖后边坡失稳现象。岩体开挖是一种物理卸荷作用,研究卸荷理论和其数值计算方法对水利工程设计意义重大。基于国内外研究进展,首先利用Mohr-Coulomb强度准则对岩体卸荷强度参数进行分析。随后利用ANSYS软件建立了边坡开挖有限元模型,并计算了边坡开挖卸荷过程中的应力分布和塑性区分布。最后对边坡位移和描杆轴力进行分析,对比了考虑卸荷效应和未考虑卸荷效应的区别。     

考虑卸荷带和岩体软化特性的某桥址边坡稳定性研究

为了综合分析卸荷带以及凝灰岩泥化夹层对某桥址边坡稳定性的影响,通过不同岩体强度加权计算得到凝灰岩及其泥化带综合强度,结合现场勘察结果,对凝灰岩及其泥化夹层的分布取上限值、平均值和下限值并确定了卸荷带岩体强度参数.在对岩质边坡破坏模式分析的基础上计算了自然工况、地震工况、桥基荷载作用工况、桥基荷载和地震荷载共同作用工况四...     

水电站边坡稳定性的三维有限元分析

某水电站工程,采用ADINA软件对某水电站进行了三维有限元分析,建立了某水电站整体的三维有限元模型,分别对6种工况进行计算分析,得出不同工况下的位移场、应力场、塑性区分布以及边坡整体安全系数等.     

某水电站进水口边坡岩体开挖支护稳定性分析

金沙江下游某大型水电工程进水口边坡高陡,岩体风化层较厚,地质条件复杂.为分析施工期及运行期边坡的安全性,以具体指导边坡支护施工,采用三维弹塑性损伤有限元法对边坡施工期、运行期及地震荷栽作用下的岩体破坏区、塑性区、位移、应力及支护系统受力等方面进行了系统分析.结果表明,边坡整体稳定性较好,各工况下边坡的安全稳定性可以得到保证,该成果已成功应用于工程实践.     

基于极限平衡理论与有限元强度折减法的某涉水高边坡稳定性分析

该文以深圳某大型涉水高边坡为研究对象,将极限平衡法和有限元强度折减法原理相结合,从边坡稳定性角度出发,应用理正及有限元软件分别对开挖边坡整体抗滑稳定性和局部面层塑性破坏进行计算分析。研究结果表明,原始边坡安全系数大于规范允许值,边坡防护结果符合稳定性要求,但边坡浅层面在地应力卸荷作用下仍会产生破坏问题,因此,采用锚杆框格梁支护结构来减少边坡面层卸荷崩解破坏对工程安全造成的影响,支护后边坡稳定系数为1.47,满足规范允许值要求。利用圆弧滑动极限平衡法对开挖边坡进行多断面整体稳定分析的同时,采用有限元软件对边坡典型断面的护坡结构进行设计,能够更为全面、准确、快速地分析大型边坡工程的整体抗滑稳定性,并满足局部稳定安全要求,可为类似工程提供借鉴。     

某水电站开挖岩质边坡稳定分析及加固措施优化

某水电站泄洪洞进水口边坡为典型的岩质高陡开挖边坡,其稳定性对水电站的安全施工及运行影响重大。为此,建立了泄洪洞所在开挖高边坡的三维有限元模型,并运用有限差分软件进行稳定性分析计算;综合考虑边坡在天然、开挖、卸荷、暴雨蓄水、地震工况下的应力、应变的大小及分布状况,同时结合典型剖面边坡二维极限平衡计算,计算结果中的安全系数大小,综合分析判断泄洪洞进口边坡的稳定性状况;最后结合稳定性分析结果对边坡的加固措施进行了优化分析。成果为工程施工提供参考依据。     

基于有限元法的尾矿坝边坡三维稳定分析

以某尾矿坝实例为研究背景,分别采用三维有限元极限平衡法和有限元强度折减法对上游法筑坝的尾矿坝稳定进行分析.有限元极限平衡法基于有限元应力场结果与极限平衡分析方法计算边坡整体安全系数,采用粒子群算法搜索最小安全系数和对应的最危险滑动面.分析表明:三维有限元极限平衡法和有限元强度折减法呈现的边坡破坏形式一致,且有限元极限平...     

立洲水电站引水隧洞三维非线性有限元分析

引水隧洞作为一种典型的地下工程,结构复杂、地质多变,采用传统的结构计算方法已无法全面反映衬砌结构与围岩的联合受力特征。以立洲水电站引水隧洞为例,运用有限元数值模拟对隧洞围岩稳定性及结构的受力特性进行研究,较好地解决了传统算法存在的问题,供类似项目计算时参考。     

台阶状结构面岩体边坡非线性有限元稳定分析

采用非线性有限元的方法从平面和空间两个角度评价了台阶状结构面岩体边坡的稳定性，并采用了线性回归的方法验证计算结果的可靠性。分析表明，非线性有限元的分析方法能较好的模拟岩质边坡受力状态，各结构面所处力学状态以及边坡的破坏过程。     

岩体开挖卸荷后边坡失稳判据研究

岩体开挖是一个不断卸荷、变形损伤、质量劣化的动态力学过程.只有考虑岩体开挖卸荷过程才能较真实地模拟实际边坡因开挖而达到的位移场和应力场状态.如何根据有限元计算结果来判别边坡稳定性,是边坡稳定分析的一个关键性问题.强度折减有限元法的失稳判据主要有3种:①以有限元解的收敛性判定失稳状态;②根据计算域内最大节点位移与折减系数之间关系曲线变化特征判定失稳状态;③通过计算域内塑性区是否贯通判定失稳状态.结合岩体开挖卸荷后力学参数变化和3种失稳判据综合判定了实际边坡的稳定性,对一般边坡工程有一定的指导作用.     

基于弹塑性区间有限元的边坡稳定性分析

区间分析法是工程中对不确定问题进行分析的方法之一。现有区间分析法大多采用区间参数摄动法求解,其存在明显的局限性,特别对于弹塑性问题需采用增量法计算时,很难得到有效的解答。在边坡稳定性计算中采用区间变量来描述工程中的不确定性,将区间数学与弹塑性有限元相结合,建立了弹塑性区间有限元,推导了基于弹塑性区间有限元方法的边坡稳定性区间安全系数计算公式,这一方法能有效的避免区间参数摄动法的局限性。通过工程实例,验证了该方法的可行性和有效性。在此基础上探讨了岩土体参数对区间安全系数的影响。结果表明,内摩擦角对边坡安全系数的影响明显,重度、黏聚力影响较大,弹性模量和泊松比影响小。     

岩质边坡卸荷作用对铁路交通运营的影响分析

为研究山区沿坡修建的公路与铁路并行时,后筑工程的公路边坡开挖对原有铁路交通的影响,采用数值方法确定出开挖边坡的影响范围,得出了公路边坡开挖会影响铁路运行安全。提出了在三、四级边坡采用预应力锚索框架梁,一、二级边坡采用锚杆框架梁并边开挖边支护的防护形式,计算结果证实了该方案的合理性。     

韧性剪切带和蚀变岩体对坡体卸荷特征影响分析

岸坡异常卸荷是西南深切河谷地区进行大规模水电工程建设过程中常遇到的典型工程问题之一。根据野外详细地质调查,得出研究区坡体卸荷特征,再以是否考虑韧性剪切带和蚀变带为变量建立3个二维离散元模型,模拟河谷5次下切后坡体的变形情况,对比分析韧性剪切带和蚀变带对坡体卸荷特征的影响。研究结果表明:研究区卸荷异常主要与韧性剪切带和蚀变岩体的发育有关;韧性剪切带和蚀变带质软,其软弱基座效应和弱抗风化能力加剧了坡体变形程度,同时构成软硬相间的坡体结构,使得沿缓倾坡外结构面的差异剪切错动更为明显。相关成果可供从事高边坡坡体卸荷研究人员参考。     

基于节理网络有限元的岩质边坡稳定性分析

传统岩质边坡数值分析多是将边坡概化成连续均质体或离散刚性单元集合体,前者忽略了结构面的影响,后者夸大了结构面的控制效应,均难以反映真实边坡岩体中结构面存在、非贯通、随机发育的特点。节理网络有限元可以弥补这些方法的不足,通过结构面模拟能高度还原边坡结构特征,在此基础上的数值分析结果更加可靠;其优势是不仅能分析边坡应力、位移及塑性区等特征,还能给出稳定性系数、分析变形破坏的演化模式及范围。介绍了节理网络有限元的基本原理及方法,以某花岗岩边坡为例进行了具体运用。结果表明:该边坡在天然及地震工况下稳定性系数分别为1.57和1.46,处于整体稳定状态;浅表节理切割、强烈风化的松动岩体稳定性较差,易在外界因素诱发下发生滑移-拉裂式失稳。实践证明节理网络有限元法为岩质边坡稳定性研究提供了新的思路与方法。     

基于多边形最佳平方逼近形式的边坡稳定上限有限元法

边坡的极限分析上限法具有较严谨的理论基础和物理意义,且可以在得到安全系数的同时找到最危险的临界失稳速度场,因此具有较广阔的应用前景。针对目前上限有限元法中被广泛采用的外切多边形逼近摩尔库伦屈服圆所带来的收敛速度慢的缺点,放松边坡内任一点需严格满足上限性质的要求,将多边形采用最佳平方逼近的形式逼近屈服圆,并系统地推导出了最佳平方逼近形式的上限有限元法的整个计算模型。算例表明该方法不仅继承了外接多边形从上方逼近解析解的优点,而且采用较少的多边形边数即可得到较为精确的结果,收敛速度大大提高。     

小湾坝肩槽开挖高边坡稳定性三维有限元分析

小湾拱坝最大坝高292.0m,坝肩槽开挖所形成的高边坡达400多米,其稳定性至关重要。结合小湾坝址区的地形、地质条件,建立三维有限元模型,研究在逐级开挖过程中边坡的稳定性,揭示边坡失稳的可能形式及部位,在此基础上提出并优化高边坡的加固措施。     

引水口结构三维有限元分析

水工建筑物的结构计算一般都可以通过传统的结构力学法解决,但遇到如开孔、异形体型等特殊问题时,传统结构力学的方法难以准确的反应其受力特性,需要通过有限元方法解决。本文以大西沟管道引水工程冬季引水口为例,通过传统结构力学法和有限元法对比分析计算,明确了边墙开孔处结构受力情况。