基于强度折减法及流固耦合的土石坝稳定性分析

为了使土石坝坝坡稳定分析结果更加符合工程实际,笔者先后使用ABAQUS有限元软件实现了以强度折减法求解坝坡安全系数,以渗流理论分析了土石坝的渗流稳定,以及求解了考虑流固耦合的土石坝坝坡安全系数。结果表明:有限元强度折减法比极限平衡法更合理、更准确,采用ABAQUS对非饱和土进行稳定渗流分析是合理的、可行的,考虑流固耦合求解土石坝坝坡安全系数更符合工程实际情况,所得结果更加准确。     

降雨联合库水位变动对均质土石坝坝坡稳定特性影响研究

为研究降雨和库水位变动共同作用对均质土石坝坝坡稳定特性的影响,基于非饱和渗流原理,选择不同降雨强度、降雨类型(3种)及库水位升降速率,对土石坝坝坡稳定情况进行有限元模拟,结果表明:①无降雨水位变动时,水位变动速率主要影响上下游坝坡安全系数趋于稳定的时间,下游坡安全系数变化幅度整体要小于上游坝坡;②不同强度降雨和库水位变...     

刚性防渗墙提高土石坝坝坡稳定性的作用机理分析

通过依托大型非线性有限元软件ＡＢＡＱＵＳ,运用有限元强度折减法,分析了增建防渗墙前后土 石坝的渗流场、应力场的变化以及上、下游坝坡稳定安全系数的变化,探讨了防渗墙对坝坡稳定的影响 规律。结果表明:增建防渗墙可对坝体渗流场起到明显的截流作用,提高下游坝体的有效应力场,同时 也提高了下游坝坡稳定的安全系数,从而使土石坝坝体的整体稳定性得到增强;提出的三种失稳评价标 准在求解坝坡稳定强度折减系数方面具有合理性和适用性;选取适当刚度的防渗墙在增强坝体整体稳 定性同时能兼顾经济和安全。     

库水位回落条件下土石坝边坡稳定分析

利用二次开发的有限元软件ANSYS,形成渗流与边坡稳定分析程序模块,计算得到库水位回落条件下的土石坝渗流场;据此分析非饱和土强度、土体密度随含水量变化的关系及渗透力作用;利用强度折减有限元技术分析了水位降落过程中渗透系数、水位降速对边坡稳定性的影响.结果表明,库水位降落初期,坝内浸润线下降,下游坝坡稳定性增大,但此时上游坝坡稳定性仍大于下游坡;饱和渗透系数相同时,库水位降落速度越大则上游坝坡稳定性越差,不同水位降落速度对较小饱和渗透系数的土石坝渗流场及边坡稳定性影响程度较小,对较大渗透系数的坝体则影响较大;水位下降速度相同,则坝体饱和渗透系数越小其上游边坡稳定安全系数越小.     

基于强度折减法的土石坝坝坡稳定性分析

基于边坡稳定性能的评估问题,介绍有限元强度折减法的基本原理以及在有限元软件上求解边坡安全系数的过程。通过对工程实例计算分析得到最危险的滑动面和安全系数。计算结果与瑞典条分法进行坝坡稳定性分析结果对比表明:两种方法所得的安全系数相差1.47%,滑动面形状、走向和位置一致,并且数值模拟显示的土石坝塑性渐进变化过程符合实际工程塑性变化过程。因此,基于有限元强度折减法对土石坝坝坡等类似工程边坡最终状态稳定性评估分析具有一定的实用性和可靠性。     

某土石坝渗流及稳定分析研究

土石坝的渗流与坝坡稳定是影响土石坝长期安全运行的一个重要原因。运用有限元软件Geo-Studio2012以及Autobank7.41对某土石坝渗流稳定进行数值模拟分析,并采用水力学法以及瑞典圆弧法对其结果进行对比。结果表明,该土石坝坝坡稳定,3种计算方法的最后结果非常接近,同时都位于安全范围之内。相比而言,软件计算有着更大的安全空间,计算更加方便快捷,在今后土石坝渗流稳定分析中会具有广阔的应用前景。     

库水位变动联合持续性降雨条件下中小型土石坝边坡稳定分析

为研究库水位变动和持续性降雨共同作用对中小型土石坝坝身渗透和稳定的影响,根据非饱和渗流原理对土石坝在渗流应力耦合状态下遭遇库水位变动和不同强度持续性降雨时的渗流和坝坡稳定性情况进行有限元模拟,结果表明:库水位变动速率相同而降雨强度不同时上下游坝坡的安全系数变化差异较小,上下游坝坡的安全系数对水位变动更加敏感,且上游坝坡安全系数对水位变动的敏感性高于下游坝坡;上游坝坡的最危险工况为库水位骤降2 m/d联合15 mm/d持续性降雨共同作用;下游坝坡的最危险工况为库水位骤升2 m/d联合15 mm/d持续性降雨共同作用。该研究成果为正确认识库水位变动联合持续性降雨条件下的土石坝坝坡渗透稳定规律提供参考,并为中小型土石坝遭遇极端工况条件时进行风险分析和应急管理提供参考依据。     

模拟分层填筑下压实度对土石坝应力变形及边坡稳定的影响

土石坝的施工大多采用分层碾压、逐级填筑的方式进行,以压实度和最优含水率作为设计控制指标,其强度指标和压缩特性直接影响到大坝的长期运行稳定.为探讨压实度对土石坝应力变形的影响,在合理模拟施工过程和不同压实度工况基础上,运用二维有限元模拟土石坝分层碾压过程,分析不同填筑高程和压实度对坝体应力变形及坝坡稳定的影响.结果表明:土石坝施工期坝体应力变形、坝坡稳定与压实度密切相关,高坝影响更为敏感,严格控制压实标准,可有效减小土石坝自身沉降变形.     

坝高超200m土石坝坝坡稳定风险控制标准

随着土石坝筑坝技术的不断发展,建造的土石坝越来越高,坝高超过200 m的土石坝设计时一直沿用只适用于修建坝高低于200 m土石坝的现行土石坝设计规范,高土石坝设计规范亟需完善。基于相对安全率理论计算不同坝高、不同坡比工况下土石坝坝坡稳定安全系数,分析超过200 m高土石坝坝坡稳定安全系数变化规律。取超过200 m高土石坝坝坡稳定允许可靠度指标4.2为设计标准,计算传统方法相对安全率和可靠度方法相对安全率,并对二者进行线性回归,结果显示超过200 m高土石坝坝坡稳定安全系数正常工况取1.6与允许可靠指标为4.2处于同一风险控制水平,并通过工程实例验证了该坝坡抗滑稳定安全系数取值的合理性。     

考虑渗流时滞及参数不确定性的土坝坝坡失稳概率分析

针对非恒定水力边界下土石坝体内复杂渗流场和坝壳物料不均匀分布对其坝坡稳定失效概率问题,提出了一种考虑土石坝渗流时滞及参数不确定性的坝坡失稳概率分析方法。综合运用Van Genuchten渗流模型与抗剪强度理论及毕肖普法,结合坝体内部渗流场与渗流的时滞相关特性,给出了基于均质坝坡稳定安全系数解析式与可靠性功能函数,利用Geo Studio平台融合Kriging模型优势,建立了土石坝坝坡稳定可靠度非侵入式随机有限元模型,并研制了其相关实施程序。工程实例分析表明,该方法较规范方法更接近大坝服役真实状况,相比蒙特卡洛法在其计算工时及收敛等方面优势明显,该方法亦可推广应用于不同水力边界条件下的复杂边坡稳定可靠度分析。     

超200m级高土石坝坝坡稳定安全系数研究

随着土石坝筑坝技术的不断发展,建造的土石坝越来越高,但超过200 m高土石坝设计一直沿用只适用于低于200 m土石坝的现行土石坝设计规范,相关设计规范亟需完善。基于相对安全率理论计算了不同坝高、不同坡比和不同地震烈度工况下土石坝坝坡稳定安全系数,明确超200 m高土石坝坝坡稳定安全系数变化规律。取超200 m高土石坝坝坡稳定允许可靠指标4.2为标准值,计算了传统方法的相对安全率和可靠度方法的相对安全率,并对两者进行线性回归。结果显示,对于超过200 m高的土石坝,其坝坡稳定安全系数正常工况取值1.6、地震工况取值1.3,与允许可靠指标达4.2处于同一风险控制水平。     

土工格栅加筋土技术在土石坝坝坡加固中的应用

本文介绍了加筋土技术在土石坝除险加固工程中的应用,并与传统的土石坝除险加固技术进行了对比分析。通过对两种不同的坝坡加固处理方法的有限元计算和技术经济性的比较分析,验证了土工格栅技术在土石坝坝坡加固应用中具有的便于施工和安全经济等优势。本研究对坝坡处理措施的选择具有一定的参考价值。     

土工格栅加筋土技术在土石坝坝坡加固中的应用

本文介绍了加筋土技术在土石坝除险加固工程中的应用,并与传统的土石坝除险加固技术进行了对比分析。通过对两种不同的坝坡加固处理方法的有限元计算和技术经济性的比较分析,验证了土工格栅技术在土石坝坝坡加固应用中具有的便于施工和安全经济等优势。本研究对坝坡处理措施的选择具有一定的参考价值。     

土石坝下游坝坡失稳危险度分析

土石坝坝坡失稳是导致溃坝的重要原因之一。根据土石坝坝坡失稳风险的理论分析,提出坝坡失稳危险度的定义和评价模型,结合五级制原则对危险性等级进行了划分,为坝坡稳定安全评价提供了依据。并以某水库大坝的坝坡失稳危险度分析为例说明了该方法的具体应用。     

土石坝坝坡稳定影响因素的敏感性分析

土石坝的坝坡稳定问题一直受到广泛的关注,它是影响土石坝安全的重要因素.本文采用基于刚体极限平衡原理的GEO-SLOPE软件分析计算某土石坝坝体填筑材料特征参数对坝坡稳定的影响,分析各特征参数变化时坝坡安全系数的变化情况.通过计算分析,填筑土体的容重(γ)对边坡稳定的影响不大,粘聚力(c)、内摩擦角(Φ)与边坡安全系数大小正相关.     

七家营水库黏土心墙砂砾石坝渗流及坝坡稳定分析评价

土石坝因具有就地取材、地质条件适应性强、工作可靠等优点而被广泛采用,其失事以渗流引起的渗透破坏、滑坡尤为严重。故合理、正确地进行大坝渗流分析与坝坡稳定分析是保证土石坝安全运行的关键。对七家营水库黏土心墙砂砾石坝渗漏量、浸润线、渗透坡降及坝坡抗滑稳定安全系数进行了复核计算,对大坝渗流及坝坡稳定进行了分析评价。     

不同坝坡对复合土工膜防渗斜墙应力变形的影响

随着复合土工膜这种新型材料的不断发展,复合土工膜应用于土石坝防渗的工程也日趋增多,本文结合三维有限元方法对一复合土工膜防渗土石坝进行了数值仿真计算,分析了不同坝坡条件下对复合土工膜防渗斜墙应力变形的影响。结果表明,复合土工膜应用于不同坝坡条件下的土石坝工程中,随着土石坝坝坡的逐渐变陡,复合土工膜所受到的应力应变在逐渐增大,通过对高坝的模拟,验证了复合土工膜应用在高坝条件下变化坝坡的可行性,对实际工程的设计具有一定的积极意义。     

土石坝除险加固渗流稳定复核研究

坝体的渗流稳定复核是判断土石坝除险加固设计是否合理的标准。采用GeoStudio软件的渗流分析模块SEEP/W和坝坡稳定分析模块SLOPE/W,对某水库土石坝除险加固设计进行渗流稳定复核,得到大坝上、下游坝坡在不同工况条件下的最小安全系数。计算结果表明,该水库坝坡稳定,除险加固设计合理。     

土石坝坝坡稳定三维有限元强度折减法计算分析

应用三维有限元强度折减法对两河口土石坝进行坝坡稳定性分析,将坝体典型断面特征点竖直向与顺河向两者的合成位移矢量与强度折减系数之比作为判断坝坡破坏的标准,当其比值出现突变或达到极限值时即认为坝坡处于极限平衡状态,此时的强度折减系数即为坝坡的安全系数。利用临界破坏状态时坝坡的位移矢量等值线图来研究潜在的滑动面的位置及形状。分析表明:强度折减法计算得到的坝坡稳定安全系数比条分法略小,利用坝体典型断面特征点处的竖直向与顺河向的合成位移矢量的变化趋势作为坝坡破坏标准,物理意义明确,结果可靠。同时,在一定范围内,施工荷载分级越多,坝坡稳定安全系数相应增大;蓄水分级越多,对坝坡的稳定越有利。     

河床覆盖层厚度对土石坝边坡稳定的影响分析

为探讨河床覆盖层厚度对土石坝边坡稳定的影响程度,采用有限元强度折减法进行了计算和分析.在坝体条件相同的情况下,分别计算了覆盖层厚度为0、5、10、15和20m时的坝坡稳定安全系数.结果表明:覆盖层厚度越大,坝坡的安全系数越小.但是当覆盖层厚度达到1倍坝高时,安全系数就趋于稳定,不会再随覆盖层厚度的增加而减小.