混凝土拱坝坝肩抗滑稳定三维非线性有限元分析

拱坝坝肩的稳定是保障拱坝安全的关键因素之一。目前,拱坝坝肩稳定分析多采用刚体极限平衡法,该法不能考虑岩体的弹塑性变形,也不能模拟岩体构造的复杂性,所以就不能很好地反映坝肩岩体的破坏机理以及坝体与基岩的整体作用效果。从材料的弹塑性理论出发,应用三维非线性有限元法对坝体和坝肩岩体抗滑稳定进行分析。通过对具体工程模型的计算分析,分别以荷载突变和材料强度逐渐降低两种方式对坝肩岩体抗滑安全稳定给予评价。工程分析成果表明:非线性有限元法是进行拱坝及坝肩稳定分析的一种有效方法,能充分反映大坝与坝基岩体的共同作用效应。     

拱坝应力变形及坝肩稳定分析

针对拱坝坝肩岩体稳定分析这一重点问题,文中基于某双曲拱坝,通过ANSYS建立非线性有限元接触分析模型,对两岸坝肩岩基中不连续结构面的非线性接触行为进行数值模拟.在计算分析坝体静力工况下的拱坝应力、位移分布规律基础上,分别采用刚体极限平衡法、超载法和降强法对拱坝坝肩进行了抗滑稳定分析,均论证了该拱坝坝肩是稳定的,研究成果...     

双河拱坝坝肩稳定分析

采用坝肩抗滑稳定安全系数的有限元迭代法,通过三维有限元计算,研究了双河拱坝坝肩岩体的稳定性,得到坝肩岩体的抗剪安全系数,在此基础上,进一步分析加固后的坝肩稳定性。     

桑浪水库拱坝坝肩抗滑稳定分析

拱坝坝肩的稳定性是整个拱坝整体稳定性的关键,坝肩岩体的复杂性决定了坝肩的稳定分析是比较复杂的。因此,在对拱坝坝肩进行抗滑稳定分析的过程中,必须加强对坝肩地质情况的调查,在全面掌握坝肩地质情况的基础上做好坝肩抗滑稳定性分析。主要阐述了桑浪水库拱坝坝肩抗滑稳定分析。     

基于坝—岩基—水耦合解析的坝肩动力稳定分析

为了模拟三维状态下坝、岩基、库水的动力相互作用机理,研究提出了基于坝—岩基—水耦合的三维有限元分析方法。通过分析坝—岩基—水耦合动力相互作用理论,给出了坝—库水体的耦合条件、坝—岩基—库水的边界条件以及地震时粘性边界的分析方法。以某拱坝工程为实例,应用耦合三维有限元方法计算了拱坝及滑裂面应力分布,采用有限单元法和刚体极限平衡法,计算了坝肩各处的抗滑稳定安全系数。结果表明:最大拱向应力、梁向应力均出现在下游面,分别为1.43 MPa、1.50 MPa,在材料可承受的范围内。通过有限元法计算得到的拱坝坝肩岩体抗滑稳定安全系数为2.78~3.23,通过刚体极限平衡法计算的抗滑稳定安全系数为2.89~3.43,两者相差很小,说明该计算方法是有效的。研究成果可为拱坝坝肩抗滑稳定分析提供参考。     

外掺MgO混凝土不分缝拱坝坝肩三维稳定分析探讨

坝肩岩体抗滑稳定是拱坝设计中的关键问题之一。外掺MgO混凝土不分缝拱坝是一种新型拱坝,由于外掺MgO混凝土的延迟微膨胀作用,该新型拱坝的坝肩推力与常规拱坝有较大的差别。采用刚体极限平衡法,根据仿真分析获得的拱坝坝肩推力成果,分析了广东省长潭外掺MgO混凝土不分缝拱坝的坝肩稳定,并与常规拱坝的分析成果相比较,发现采用外掺MgO混凝土不分缝筑拱坝技术有利于拱坝的坝肩抗滑稳定。     

溪洛渡高拱坝坝肩(基)稳定性的三维非线性有限元分析

在细致模拟溪洛渡高拱坝坝址区层间层内错动带空间展布和连通特征的基础上,采用三维非线性有限单元法,定量分析了坝肩岩体变形和超载破坏规律,并用点安全度、超载及综合安全系数评价坝肩岩体稳定性。结果表明:坝肩整体刚度好,承载能力强;坝肩岩体正常蓄水超载安全系数为6.0,综合安全系数为4.8,满足整体抗滑稳定安全要求。     

拱坝三维非线性有限元分析及整体安全度评价——以杨房沟水电站为例

采用三维非线性有限元法,模拟了杨房沟拱坝坝体、坝基岩体及主要断层结构面,对坝体进行了位移应力分析,并结合三维极限平衡法分析,对坝肩关键性的可能滑动块体进行了有限元法抗滑稳定分析,论证了两岸关键性的滑块抗滑稳定安全系数均满足设计要求。超载法计算分析成果表明,杨房沟拱坝起裂超载系数在1.6左右,拱坝强度超载系数为4.5~5.0,与国内同等规模拱坝水平相当。在地震作用下,拱坝变形和应力与国内同等工程相类似,坝肩可能滑动块体抗震稳定性满足要求。综上所述,杨房沟高拱坝在正常工况、超载工况及地震工况下均具有较好的整体安全性。     

锦屏高拱坝三维非线性有限元稳定分析

高拱坝坝肩的稳定性是拱坝结构安全运行的基础,锦屏高拱坝坝址区左右坝肩存在几条规模较大的断层、深部节理裂隙、层间挤压错动带、低波速带、岩体风化、卸荷等不良地质结构,因此,坝肩稳定性成为锦屏高拱坝设计中的重大技术问题.运用三维非线性有限元分析方法,对锦屏高拱坝坝肩加固处理前后的稳定性进行了分析对比研究,揭示了边坡失稳的可能形式、部位及规模,并据此对边坡的稳定性进行分析与评价.计算结果表明,锦屏高拱坝加固处理是合理的,满足大坝的稳定要求.     

双江水电站拱坝坝肩抗滑稳定分析

双江水电站拱坝建于板岩地区,坝址区地层古老,经历多次的地质构造运动,岩体断裂,节理裂隙发育,岩体风化强烈,地质情况十分复杂,其坝肩抗滑稳定同样是一个比较复杂的问题。文章主要介绍复杂地质条件下拱坝基础采取的工程处理措施,采用刚体极限平衡法计算坝肩稳定,就双江水电站大坝坝肩抗滑稳定性进行分析。     

基于动接触力法的拱坝坝肩抗震稳定有限元分析

本文提出了应用基于动接触力方法的显式有限元技术进行拱坝坝肩抗震稳定分析的新思路，给出了相关公式。新的分析方法，将坝肩岩体、地基、坝体和库水作为一个统一体系进行动力分析计算，能有效地考虑坝肩可能滑动块体与坝体的动力相互作用，较真实地反映拱坝和坝肩受到地震作用的实际状态，并对小湾拱坝坝肩震稳定进行了分析研究。结果表明：在设计正常水位情况，小湾拱坝的地震作用超载安全系数约为1.3；在设计地震作用下，小湾拱坝的“降强安全系数”仅为2.58，而仅考虑静载作用时，即使以拱坝坝端应力不超过静态抗拉强度作为达到极限状态的工程判别定量标准，其坝肩的静态“降强安全系数”也高达4.0以上。因此，地震的作用使安全系数有较大降低。小湾拱坝坝肩抗震稳定是安全的，但安全裕度不高。     

白鹤滩拱坝整体安全度的非线性分析

根据白鹤滩拱坝及其坝肩岩体的特点,建立能够反映坝体混凝土和坝基岩体相互作用的有限元模型,应用MARC软件对拱坝地基系统的应力应变进行了非线性分析,研究了白鹤滩拱坝的整体安全度、主要结构面的屈服情况和坝肩岩体的稳定性。采用强度储备法、水头超载法、水密度超载法计算的白鹤滩拱坝的整体安全度分别为3.0~3.5,1.5~1.6和2.0~2.3。计算结果表明,坝基内的结构面有屈服现象出现,左岸结构面sh5、右岸结构面C3的稳定性应引起重视,白鹤滩拱坝的整体安全度基本满足设计要求。     

小湾高拱坝拱座稳定三维极限分析

小湾岩体存在两组垂直结构面和一组倾向河道的卸荷裂隙。拱座稳定存在着沿拱推力方向的重力方向组合的空间滑动模式。本文首先介绍了一个建立在塑性力学上限定理基础上的边坡稳定分析三维极限分析方法，并使用这一方法计算小湾拱座的稳定安全系数，获得比较符合的稳定分析成果。     

锦屏一级高拱坝整体稳定物理与数值模拟综合分析

高拱坝的整体稳定是工程建设中的关键问题之一,地质力学模型试验和数值计算是研究这一问题的重要方法。通过理论推导建立了基于综合法的大坝稳定安全系数评定关系式。针对锦屏一级高拱坝坝肩地质条件复杂,影响拱坝整体稳定的断层、岩脉、节理裂隙众多,坝高库大和加固难度大,工程安全稳定问题十分突出等特点,采用综合法地质力学模型试验与三维非线性有限元相结合的方法,对加固处理后的锦屏一级高拱坝整体稳定性开展研究。获得了拱坝在正常工况下的工作性态,以及在结构面强度参数降低约30%后坝肩的超载变形失稳过程和最终破坏形态,提出拱坝与地基综合法整体稳定安全度为5.2~6.0(试验值)和5.98(计算值)。通过综合分析模型试验和数值计算的成果,评价了锦屏一级高拱坝工程的安全性和加固效果。研究成果为锦屏一级拱坝工程的安全监测和运行管理提供了科学依据,同时也为其他类似高拱坝工程的稳定分析提供参考。     

基于原型观测资料的拱坝及其基础的有限元综合分析

本文以石门拱坝为例，说明基于原观资料进行拱坝及其基础的综合分析的方法。内容包括：在反演拟合渗透系数和坝与基岩接触面的抗拉强度参数的基础上，进行坝址区三维渗流场分析、拱坝与基础的三维线弹性、弹塑性力学分析，并用多种方法探求了拱坝抗滑稳定安全系数。     

拱坝坝肩抗震稳定分析

高拱坝坝肩抗震稳定分析是建于地震高烈度区的高拱坝抗震设计的关键课题之一。本文将传统的用于块体稳定分析的刚体极限平衡方法和有限元计算分析相结合，求解拱坝坝肩抗震稳定问题。具体作法是：有限元网格剖分时，尽可能布置有限元节点于拱坝坝肩的可能滑动块体表面。完成有限元静动力分析后，将块体表面各节点的静动应力进行积分，求出块体拱推力、作用于块体上的地震荷载等，然后由刚体极限平衡法求拱坝坝肩抗震稳定安全系数。上述方法的特点是能充分利用有限元和刚体极限平衡两种分析方法的优点，可以提供安全系数时程曲线，安全系数的定义与现行规范一致，易为设计人员所接受。     

小湾拱坝设计及基础处理

小湾拱坝动静应力水平较高，在拱坝体型优化及应力分析中采用多种数值分析方法和模型试验进行深入研究，特别是对于高拱坝坝踵可能出现的开裂问题和抗震问题开展了一系列攻关研究，并采取了相应的工程措施。坝肩稳定是高拱坝安全的关键，针对存在于坝肩抗力岩体内的地质缺陷，首先采用多种数值分析方法和模型试验对抗滑稳定性和变形稳定性进行深入研究在此基础上，从安全可靠、经济合理以及可实施性等方面充分论证和分析比较各种加固处理措施，综合确定了实施方案。     

基于非线性有限元法的混凝土拱坝稳定特性分析

由混凝土拱坝的受力特点可以看出,其稳定性主要是依靠坝肩两岸岩体来维持,因此,坝肩岩体的稳定直接关系到拱坝的正常运行与安全,是拱坝设计中较为关注的问题之一。文章结合某实际工程,以大型分析软件ANSYS为平台,以某混凝土拱坝和地形整体为研究对象,针对同一模型,采用超载系数法、强度储备系数法等从不同角度分析坝体结构的稳定性。通过非线性有限元计算分析得出,在不同超载荷载作用下裂缝首先沿坝基面向坝高方向发展,同时坝踵区的裂缝沿坝体坝厚方向扩展,最终趋于稳定。随着强度储备系数的增大,拱坝抗滑稳定安全系数随之逐渐减小,基本呈现线性发展。同时,坝体位移也基本呈线性分布规律,但是,当接近临界抗滑稳定安全系数时,坝体位移明显表现为非线性发展趋势。该稳定分析为充分了解拱坝的结构安全度提供计算依据。