混凝土重力坝深层抗震抗滑稳定分析研究

凝土重力坝沿坝基深层缓倾角软弱结构面的抗滑稳定是工程设计的一个关键技术问题,深层抗滑稳定分析主要采用刚体极限平衡的等安全系数法。在深层抗滑稳定分析中发现,抗力角的合理选取及抗力体底滑面角的确定对计算成果的可靠性至关重要。通过对亭子口重力坝深层抗震抗滑稳定性的分析研究,提出了抗力角的取值原则,即其最大值不能超过坝趾基岩竖直面上主应力方向与水平面的夹角,以及以抗力最小为原则确定抗力体底滑面与水平面的夹角;并依此原则用刚体极限平衡等安全系数法分析论证了该重力坝表孔坝段初步设计方案深层抗震抗滑的稳定性。     

有限元应力积分等安全系数剩余推力法重力坝深层稳定分析研究

针对重力坝深层复杂滑裂面抗滑稳定计算存在的问题,探讨将有限元应力计算成果与搜索下游主抗滑面相结合,提出滑裂面应力积分等安全系数剩余推力深层抗滑稳定分析方法。即通过ANSYS弹塑性有限元计算确定坝基应力场,建立包括坝基组合滑裂面和下游第二滑裂面的深层抗滑稳定计算模型,给出滑裂面应力积分等安全系数剩余推力在主抗滑面方向的极限平衡方程,提出剩余推力在主抗滑面方向的平衡原理和极值条件下最危险滑裂面位置的计算机数值搜索方法,与刚体极限平衡法相比,考虑了变形协调和力矩平衡影响,更合理且适应性更广;与有限元超载法和强度折减法相比,避免了应力变形场失真,克服了人为判断模糊影响,更为科学合理。     

基于修正模型数值计算结果的等K法改进

等K法是校核双滑面坝基深层抗滑稳定性问题的主要方法。实际操作中,不同的取值方法对安全系数结果影响很大。现有的取值方法或根据以往的工程经验,或直接参照有限元计算成果进行取值,缺乏严格的理论基础,其合理性、使用范围有待详细判定。研究发现:①对双滑面问题,直接对滑面进行模拟得到的应力结果不宜用于刚体极限平衡法,必须对滑动面进行修正;②刚体极限平衡法中滑动力代数之和,与采用修正滑面的有限元强度折减法极限状态滑动面上剪应力叠加之和相等,并应在此基础上对安全系数及抗力角进行求解。     

红层坝基重力坝深层滑动模式及抗力角论证

亭子口大坝是修建在典型红层地区的混凝土重力高坝,岩层地质特点是地层倾角平缓,软弱夹层较多,这对大坝的深层抗滑稳定十分不利。在现阶段,等K法仍是重力坝深层抗滑稳定的主要分析方法,但在实际操作中,抗力角的不同取值对安全系数结果影响很大。重点分析了亭子口重力坝坝基深层抗滑稳定安全性,采用有限差分强度折减方法和刚体极限平衡等安全系数法对比研究了坝基深层滑面的差异和变化规律,探讨了刚体极限平衡方法中抗力角的合理取值,可为重力坝坝基抗滑稳定设计提供参考依据。     

重力坝特殊双滑面深层抗滑稳定分析

深层抗滑稳定性是重力坝设计的重要问题。基于重力坝设计规范给出的标准双滑面刚体极限平衡法,介绍了计算特殊双滑面抗滑稳定性安全系数的刚体极限平衡法,并结合工程实例对特殊双滑面抗滑稳定性进行分析。对规范给出的双滑面抗滑稳定极限状态设计表达式进行了探讨,推荐了特殊双滑面极限状态设计的新表达式,并结合工程实例论证了新表达式的计算结果偏于安全。     

重力坝坝基抗滑稳定计算方法

为研究重力坝坝基抗滑稳定性,以含软弱夹层复杂地质条件的重力坝为研究对象进行分析。从刚体极限平衡法出发,对各参数的敏感性进行分析评价,用刚体极限平衡法和ANSYS分析软件分别进行抗滑稳定计算,并进行结果对比。有限单元法与刚体极限平衡法得出的坝基深层抗滑稳定安全系数较为接近。有限单元法能分析各种复杂形状,比刚体极限平衡法更接近于真实状态。     

基于微粒群算法的重力坝坝基多滑面稳定可靠度分析

以往混凝土重力坝坝基抗滑稳定可靠度分析大多只研究单滑面或双滑面的情形,但通常的地质条件下,基岩内可能存在多滑面失稳,目前关于重力坝多滑面抗滑稳定可靠度的研究成果相对较少。本文在刚体极限平衡等安全系数法的基础上,提出了基于微粒群算法的重力坝坝基深层多滑面抗滑稳定可靠度计算方法,该方法能够处理非线性隐式功能函数的可靠指标计算问题,即根据可靠指标的几何涵义,将可靠度计算转化为约束优化问题,从而实现智能优化计算。3个算例分析表明,该方法计算工作量少,精度和计算效率高,算法适用性广,能够应用到复杂的坝基多滑面抗滑稳定可靠度计算中。工程实例分析表明,该方法具有较高的实用价值,可为重力坝稳定安全评价方法的深入研究与重力坝结构设计提供新的思路和技术支撑。     

三维刚体极限平衡法在重力坝深层抗滑稳定分析中的应用

为解决二维计算方法不能全面反映坝段深层抗滑稳定性的问题,以西南某重力坝深层抗滑稳定性研究为例,分别采用经典二维方法和三维刚体极限平衡方法,计算具有典型三维滑移模式的坝段的深层抗滑稳定安全系数,并据此评价该坝段的抗滑稳定性。计算成果表明,在考虑坝基滑移面的三维效应时,正常工况下该坝段的整体抗滑稳定安全系数由二维的2.960提高到3.270,提高了10％,地震工况下提高了16.6％。     

重力坝三滑裂面等安全系数深层抗滑稳定计算方法

重力坝三滑裂面等安全系数深层抗滑稳定计算模型是在3个滑裂面上分别建立刚体极限平衡方程,将分界滑裂面倾角、抗力作用方向、安全系数作为未知变量,通过迭代计算求解等安全系数极小值.双斜面与三滑裂面抗滑稳定计算结果对比分析表明:该三滑裂面模型不仅更贴近工程实际情况、分界滑裂面满足力学平衡,而且安全系数最小值与边界条件唯一对应、极值求解方法过程更合理可靠.     

武都水库坝基深层抗滑稳定性评价中BD角的合理取值

针对武都水库大坝坝基深层抗滑稳定性分析过程中BD角合理取值问题,应用多种严格极限平衡法和极限分析法对该坝基深层抗滑稳定性评价中的BD角取值进行了分析论证,研究BD角在各种工况下变化趋势与合理取值。结果表明:BD角不等于0°,不考虑BD角会低估坝基的抗滑能力;潜在滑面稳定性较好时,BD角较小,潜在滑面稳定性较差时,BD角较大;对于武都水库大坝坝基加固工程及类似工程,采用规范中双滑面等安全系数法计算时,BD角取15°是合适的且留有安全裕度。武都水库大坝坝基加固工程的BD角取为15°,节约了大量加固费用。     

基于强度折减的边坡稳定安全系数有限元迭代解法

讨论有限元强度折减法的失稳判据,结果表明:失稳判据对安全系数影响较大,对临界滑动面形状和位置的确定影响不大。在此基础上,提出基于强度折减的边坡稳定安全系数有限元迭代解法,先用强度折减法搜索滑动面,再按滑动面已知边坡用迭代解法求解稳定安全系数。该方法充分结合了强度折减法和迭代解法的优点,求解边坡稳定安全系数时效率快、精度高,可为实际工程参考应用。     

小浪底土石坝坝坡稳定性的概率分析

大坝设计的主要工作之一是对其在多种运行和环境情况下的稳定性进行分析。这种分析传统上常用确定性方法。但是,有些变量如土料的强度参数、孔隙压力及其它一些有关参数的取值包含着不确定性,而这种不确定性在传统的确定性方法中不能得到处理。因此,迫切希望能利用基于解析/数值方法的概率方法来进行大坝稳定分析,以考虑这些不确定性。利用Rosenblueth法对小浪底土石坝坝坡的可靠度指标进行了分析评估。为判断小浪底土石坝的主滑面,采用了2种不同的准则(即最小安全系数指标和最小可靠度指标)。文中也指出最小安全系数滑面不一定就是主滑面,但最小安全系数滑面可以作为最小可靠度指标主滑面搜索的近似初始滑面。     

改进最小势能法与Bishop法边坡稳定计算对比分析

最小势能法是边坡稳定性分析的新方法，而滑面上储存的剪切势能是滑体系统总势能不可或缺的一部分，因此针对任意形状滑面，提出一种考虑滑裂面上剪切势能的最小势能法。为验证改进后最小势能法的合理性，将其与Bishop法从理论以及算例方面进行了对比分析。结果表明：改进后的最小势能法是合理且可行的，可以用于边坡稳定性的评价；最小势能法无需划分条块及迭代，分析计算过程简洁，相比Bishop法有一定的优势，便于在工程中推广应用。     

已知滑动面边坡稳定安全系数的有限元迭代解法

本文提出了在滑动面已知条件下的边坡抗滑稳定安全系数的弹塑性有限元迭代解法。这种方法比常规的刚体极限平衡解法更能反映实际情况,可适用于解决二维或三维问题,同时可给出滑面上的应力场和位移场。文中给出了具有闭合解的二维和三维算例,结果表明本文提出的计算方法是有效、合理和可靠的。     

基于ANSYS的滚水坝稳定与应力分析

以碗牛坝水利工程为例分别利用刚体极限平衡法和有限元法计算溢流重力坝沿坝基面的抗滑稳定,并对这两种方法的分析结果进行了对比,总结两种方法各自的优缺点,同时对坝体基底应力进行简要分析,并提出了需要进一步研究和解决的问题。     

基于弦高控制变量的边坡稳定分析方法

针对传统圆弧法边坡稳定分析中控制变量取值范围难以确定的问题，提出以弦高及上下交点X坐标值作为圆弧的控制变量，分析了各控制变量与安全系数之间的关系，据此提出筛选法搜索最危险滑弧，并通过算例进行了验证．     

三峡三期上游RCC围堰接头块应力及稳定研究

采用有限元方法对三峡三期上游RCC围堰与混凝土纵向围堰接头块进行了应力及稳定分析。重点分析了接头块在水压力、扬压力等主要荷载作用下的变形场和应力场 ,对接头块之间的接缝灌浆、考虑止水与不止水等方案进行了比较计算 ,在此基础上对建基面进行了局部和整体抗滑稳定分析。计算表明 :接头块受扬压力和止水影响明显 ,并有一定的抗滑稳定安全度     

边坡局部稳定性变化规律的研究

现有边坡稳定性分析方法大多假定边坡滑面各部位的安全系数相等,既不能反映边坡潜在滑面上稳定系数的分布规律,也不符合工程实际情况。分别基于超载储备安全系数定义和强度储备安全系数定义研究了边坡局部稳定性变化规律,并分析了滑体条块数目以及滑面形状对边坡局部稳定性分布规律的影响。此外,还提出了由局部稳定系数求解整体稳定系数的加权方法。研究结果表明：滑体条块的划分数量对边坡局部稳定性的分布规律几乎没有影响,而滑面形状对其影响较大;取微段下滑力占各微段下滑力代数和的比值作为权重,是由边坡局部安全系数加权计算整体安全系数的最优加权方法。     

边坡稳定性广角度分析的等值面法

基于边坡稳定性广角度分析的理论、准则和方法，提出了以干扰能量为判据的边坡稳定性分析等值面法。该方法不仅从能量的观点给出了基于增稳内能与失稳外能比值的稳定安全系数，还将干扰能量法与等值面法结合起来，建立了用最小干扰能量等值面来确定潜在滑动面的方法。完善和改进了边坡稳定分析的理论和计算方法，为系统解决工程稳定性问题中的潜在滑面、危险滑向和最小安全系数提供了实用有效的方法。     

基于随机动力学的边坡安全坡角估值方法探讨

对于广泛分布大量裂隙的岩质边坡,有些并无明显的软弱面,裂隙的分布方位对边坡稳定性就起着控制作用,但在实际工作中,往往存在安全坡角取值不准确的问题。传统方法是找到边坡内部裂隙的优势分组,应用赤平投影方法估计边坡安全坡角。随机动力学稳定性分析认为,最危险滑动面的滑动方向为边坡的倾向方向,岩壁上测量出的每一条裂隙都是随机的,对边坡的失稳都会造成一定的影响,裂隙可形成单一滑动面破坏或裂隙之间可随机组合形成楔形体进而对边坡造成破坏。以大连港东换流站的开挖边坡为实例,采用随机动力学方法与赤平投影分析相结合进行对比分析,给出合理的安全坡角。