用于重力坝抗滑稳定分析的分项系数有限元方法

针对有限元法缺乏配套设计标准的问题,本文提出一种新的应用于重力坝抗滑稳定的有限元计算方法———分项系数有限元法,并导出其相应的稳定判断准则。该方法将影响坝基稳定的结构基本变量因素经过分项系数的处理再进入非线性计算,以达到极限承载状态时的强度储备系数来表征大坝安全度。通过文中的计算实例,验证了该方法的可行性和适用性。     

基于分项系数和并行组合模拟退火算法的重力坝抗滑稳定有限元分析

本文将分项系数引入重力坝坝基抗滑稳定有限元分析中,将影响坝基抗滑稳定的荷载、材料参数等基本变量的不确定性因素以分项系数的形式计人有限元计算中,并推导出与分项系数相匹配的抗滑稳定安全系数和相应的稳定判断准则.最后基于该方法计算的应力场,应用并行组合模拟退火算法搜索坝基最危险滑动模式及相应的最小安全系数.通过工程实例分析,证明该方法是可行和实用的.     

重力坝抗滑稳定可靠度分析：（二）强度指标和分项系数的合理取值研究

岩土材料抗剪强度参数的合理选用是开展可靠度分析的重要一环。本文认为,在确定岩土参数变异系数的过程中,需要在现行规范建议值的基础上,综合考虑项目本身的试验成果和以往工程的经验选用设计指标。本文通过对1000多组试验结果统计及工程实例敏感性分析等途径对岩体抗剪强度参数变异系数做了比较和分析,并提出了初步的建议值。通过典型重力坝算例分析及工程实例的反演分析,对岩体的抗剪强度参数的分项系数进行了敏感性分析,对重力坝设计规范的建议值的合理性进行了评价。     

土石坝边坡稳定可靠度分析与设计

针对在水利工程中土石坝边坡稳定分析和设计相对落后的现状,本文以概率统计和结构可靠度理论为基础,对土石坝边坡稳定可靠度分析和设计问题,包括土石坝抗剪强度参数粘聚力和内摩擦角的统计方法和统计特性,土石坝边坡稳定可靠度分析方法,设计表达式中标准值和分项系数的取值问题等,进行了分析研究,并结合工程实例做了简要说明。本文还给出了采用Monte Carlo方法搜索临界滑裂面并求解最小可靠指标的具体做法,以及利用安全系数与可靠指标间的关系确定结构系数的方法。     

抗滑稳定结构设计套改的问题和对策

《溢洪道设计规范》结构设计可靠度套改的主要成果经过多方面论证 ,已纳入了DL T5 166 2 0 0 2《溢洪道设计规范》。通过套改 ,发现挡水建筑物抗滑稳定结构系数γd 的套改取值随坝高有较大变化 ,本文推导了抗滑稳定结构系数与坝高的函数关系 ,并针对套改中出现的问题提出改进办法     

高土石坝坝坡抗震稳定分析的研究

利用拟静力法进行高土石坝坝坡抗震稳定分析时,地震荷载按照现行<水工建筑物抗震设计规范>(DL5073-1997)建议的土石坝地震加速度动态分布系数图示确定.但是此图示只适用于150m以下的土石坝,而目前许多土石坝的设计高度已远大于150m.与低坝相比,高坝的高阶自振周期与地震卓越周期遇合的机率增大,高阶振型的振动易于被激发放大,从而导致坝体地震加速度沿坝高分布与低坝有所不同.本文采用有限元法研究了高土石坝的加速度分布,提出了250m级高土石坝的地震加速度动态分布系数图示,并以此确定地震荷载,同时利用筑坝材料的非线性强度准则和土体动强度准则,对250m级高土石坝坝坡抗震稳定性作了进一步的讨论.     

重力坝抗滑稳定可靠度分析：（一）相对安全率方法

随着可靠度理论在结构和岩土工程领域日益得到广泛的应用,诸如强度指标变异系数的取值、评判标准的合理性及与确定性模型计算结果的相关关系等问题亟待解决。本文提出可靠度方法相对安全率ηR的概念和计算公式,以无重介质地基的极限承载力为例在数学上严格证明了传统方法与可靠度方法相对安全率的等价性。并以单滑面重力坝算例及8个典型重力坝深层抗滑工程实例对基于可靠度设计方法相对安全率ηR和单一安全系数方法相对安全率ηF、分项系数设计方法相对安全率ηP的可比性和相关性作了验证,证实了可靠度方法相对安全率ηR作为描述建筑物失效概率相对允许值裕幅的指标的合理性,并以ηP=ηR为判据进行了分项系数标定的工作。同时,对典型工程案例向家坝重力坝深层抗滑做了相对安全率的计算,揭示了这一新方法在生产实践中应用的可能性。     

基于强度折减法的高土石坝三维抗震稳定分析

在边坡稳定性分析中,虽然极限平衡法因为简单易行而广泛使用,但在处理三维稳定问题时还面临很多困难,而有限元强度折减法处理三维问题要方便得多。本文以应用广泛的岩土工程三维数值模拟工具———FLAC3 D为计算平台,以混凝土面板堆石坝和黏土心墙堆石坝两种坝型为研究对象,在强度折减法基础上采用拟静力方法研究高土石坝坝坡在不同坝高、坝坡坡度、地震烈度以及岸坡坡度条件下的稳定安全系数以及最危险滑裂面的位置和形状。计算结果表明,随着坝高的增加、坝坡的变陡、地震烈度的提高以及岸坡坡度的变缓,坝坡的稳定安全系数均降低。安全系数与坝坡坡比近似呈线性关系,与坝高、地震烈度、岸坡坡度等因素呈非线性特性。基于计算结果,文中给出了安全系数与影响因素之间的经验拟合公式。同时发现,地震烈度和岸坡坡度对面板堆石坝的滑裂面位置和形状有较大影响,而地震烈度对心墙堆石坝滑裂面形状和位置的影响较小。     

Ansys强度折减法在开挖边坡稳定分析中的应用

本文通过采用有限元强度折减法对某边坡进行了稳定性分析,分析结果表明:随着折减系数的不断增大并达到某一数值时,边坡内广义剪应变自坡底向坡顶贯通,边坡达到极限状态,此时的折减系数即为安全系数。表明有限元强度折减法对边坡稳定性分析具良好的适用性。     

紫坪铺混凝土面板堆石坝三维应力位移分析

采用双屈服面弹塑性模型对紫坪铺混凝土面板堆石坝进行了三维有限元应力位移分析,给出了坝体位移和面板的应力、位移及其分布规律,探讨了混凝土面板的应力和变位,得到了一些有益的认识.     

对重力坝设计规范中双斜面抗滑稳定分析公式的讨论意见

本文对现有规范中的极限状态分析进行了探讨。通过多个实例分析论证规范采用的表达式在建筑物抗滑稳定和滑坡分析中应用时存在的问题。文章讨论了安全系数与可靠度指标之间的关系,认为推广可靠度分析方法,并不意味着必须抛弃传统的以安全系数为基础的分析方法;安全系数并不妨碍对不确定因素进行分析,也不排斥分项系数的概念;安全系数和失效概率两者互补可以大大提高成果的精度。     

基于强度折减法的输电杆塔临坡基础边坡稳定性影响因素分析

以实际临坡基础输电杆塔边坡工程为依托,采用强度折减法计算了边坡的安全系数,分析了坡角、基础埋深、坡顶距对边坡稳定的影响,并根据灰关联分析方法研究了各影响参数对边坡稳定性影响的敏感性。结果表明,对边坡安全系数影响程度由大到小的影响因素为坡顶距、坡角、基础埋深。     

基于强度折减法的人工岩质边坡稳定性分析

边坡的稳定性问题关系到人类生命财产安全以及工程本身的安全和效益,对其稳定性进行分析评价具有重要意义。本文通过FLAC3D数值模拟软件、采用强度折减法对武安发电厂的人工岩质边坡进行了稳定性分析。列举了边坡稳定性分析的三种失稳判据,并计算了相应的安全系数。分析结果表明,该人工岩质边坡基本稳定,与极限平衡方法比较,所得结果相差不大,说明强度折减法应用于边坡稳定性分析是可行的。此外,本文对该人工边坡的施工方案进行了重新设计。经验算,设计后的边坡依然处于稳定状态,但却大大减少了边坡的开挖量,提高了工程的经济效益。     

基于ABAQUS的高混凝土面板堆石坝地震反应三维非线性分析

ABAQUS软件是目前国际上功能最强大的非线性有限元软件之一。该软件包括了众多材料本构模型,但尚缺少国内外土石坝动力分析中广泛采用的等效线性化本构模型。本文在ABAQUS软件上实现了土的动力等效线性化模型和土石坝地震永久变形计算,并通过一个典型算例进行了验证;在此基础上,对一座拟建中的高混凝土面板堆石坝进行了地震响应分析,重点分析大坝的绝对加速度、动位移和残余变形等动力反应情况。结果表明,坝体在地震作用下的响应不强烈,但坝顶出现明显的鞭稍效应,需采取相应的抗震工程措施。     

FLAC~(3D)在高填方边坡稳定性分析中的应用——以贵州织金电厂4#冷却塔处“三面临空”填方边坡为例

利用有限差分法,使用FLAC数值模拟软件来分析边坡稳定性。通过强度折减,当折减系数达到某一数值时,系统达到不稳定状态,边坡内一定幅值的总等效剪应变自坡底向坡顶贯通,认为边坡破坏。结合人工高填方边坡实例,FLAC程序通过不断改变承台的位置以及承台受力的大小,使边坡达到破坏状态,从而判断承台的临界位置和承台受力的临界大小。