接触面状态判据在重力坝深层稳定性分析中的应用

有限元强度折减法是分析重力坝抗滑稳定的常用方法之一,其计算所得安全系数与所选择的失稳判据密切相关。基于有限元强度折减法,提出一种以接触面状态作为失稳判据的方法,即将有限元模型中的滑动接触面全部处于滑动或脱开状态时的折减系数作为抗滑稳定安全系数。以某重力坝的两种深层滑动模式为例,分别建立三维有限元模型,采用接触面状态判别法进行稳定计算,并与剪力比例法、计算收敛性判据、关键点位移突变性和塑性区贯通性判据进行对比分析,证明所提的以接触面状态作为失稳判据的合理性和有效性,为重力坝抗滑稳定分析提供了一种新思路。     

基于分项系数极限状态法与突变理论的重力坝深层抗滑稳定分析

针对传统方法在重力坝深层抗滑稳定分析中存在的问题,以某实际工程为例,建立重力坝有限元强度折减计算模型,并考虑荷载分项系数和坝基及软弱层的材料分项系数,通过逐步降低材料强度参数,利用ANSYS软件确定大坝关键节点水平位移与坝踵下方软弱层上、下两点位移差随折减系数变化的关系,引入尖点突变理论得到大坝深层抗滑稳定安全裕度为1.29,对重力坝的稳定性进行了判别。     

重力坝深层抗滑稳定计算中各参数的敏感性分析

采用传统的刚体极限平衡法导出了第二滑裂面为倾斜的双滑面深层抗滑稳定计算公式,针对重力坝深层抗滑稳定计算中各参数φ、θ、β的不确定性问题,以某重力坝为例对其参数进行了敏感性分析,并评价了各参数在抗滑稳定计算中对安全系数K的影响.结果表明,参数φ、θ、β对安全系数K均有一定影响,在实际工程中应充分考虑这些影响,以便使工程达到既安全又经济的目的.     

齿墙结构对重力坝深层抗滑稳定安全性能的影响

为分析齿墙结构对重力坝深层抗滑稳定安全性能的影响,以乌河水库软弱夹层为例,应用ANSYS 软件,采用有限元强度折减法和最大剪切强度允许相对位移失稳判据分析了齿墙宽度、坡度以及位置对重力坝深层抗滑稳定性安全系数的影响。结果表明,齿墙坡度对重力坝深层抗滑稳定安全性能的影响小于齿墙宽度;相同条件下在坝趾处设置同等规模的齿墙可更好地发挥抗滑作用,为齿墙的优化设计及重力坝除险加固提供了参考。     

基于灰色关联法的大坝深层抗滑稳定敏感性分析

重力坝的深层抗滑稳定分析是大坝设计中极为重要的一部分,根据重力坝深层抗滑稳定影响因素的敏感性可快速、准确地施加措施,目前关于重力坝深层抗滑稳定影响因素的敏感性研究还不够深入.本文依托工程实例,以抗滑稳定安全系数作为评价指标,采用正交试验合理设置试验数组,基于灰色关联法对各影响因素进行敏感性分析.结果表明,处于水平岩层的...     

基于有限元超载—折减综合法的重力坝深层抗滑稳定性分析

针对某混凝土重力坝坝基存在3层粘土软弱夹层可能引起坝基深层滑动问题,提出了有限元超载—折减综合法,利用ANSYS有限元分析软件构建了该坝溢流坝段深层抗滑稳定分析模型,通过关键点水平位移的变化判断坝基深层滑动失稳情况,进而求得坝基抗滑稳定安全系数介于3.00~3.25之间。与刚体极限平衡双斜面法及强度折减法、超载法相比,有限元超载—折减综合法所得抗滑稳定安全系数接近于前三者的平均值（3.02～3.32）,评价结果更偏于安全。     

折线台阶状基础面重力坝的抗滑稳定性分析

折线台阶状基础面重力坝的抗滑稳定性分析,目前尚无统一完善的计算方法,基于滑楔法及重力坝深层抗滑稳定分析方法,提出了一种视坝体为刚体、滑动体由若干楔形体组成的简易方法,编制了计算程序,并将其应用于漫湾水电站#4坝段抗滑稳定性分析中.结果表明,该方法简便实用、计算成本低,且精度较高.     

侧向阻力对重力坝深层抗滑稳定的影响分析

本文针对软弱结构面走向与坝轴线相交这一重力坝深层抗滑稳定分析中比较普遍的情况，在对滑动体所受到的侧向阻力作用机理进行分析的基础上，对单滑裂面和复合滑裂面两种基本滑动模式，计入侧向阻力，进行了深层抗滑稳定的空间刚体极限平衡分析。最后给出了一个分析侧向阻力影响的计算实例。     

官地水电站重力坝深层抗滑稳定分析

官地水电站坝址区地质条件复杂,缓倾角错动带和裂隙较发育,分布比较普遍,因此坝基深层抗滑稳定问题受到高度关注。利用ANSYS有限元分析软件,选取#13坝段作为典型坝段,结合该坝段工程实际和概化的滑移通道,建立三维有限元模型,采用强度储备法分析坝基的深层抗滑稳定性、坝体及坝基的位移和应力变化规律。结果表明,三维非线性有限元分析在以塑性区贯通为失稳判据的情况下,最危险的滑移通道1的深层抗滑稳定安全系数大于3.0,可见#13坝段深层抗滑稳定满足规范要求。     

三斜面法在重力坝深层抗滑稳定性分析中的应用

针对重力坝深层抗滑稳定双斜面法存在的不足,探讨了重力坝深层抗滑稳定的三斜面法,将坝趾处分界面的倾角及其上抗力方向角作为未知量,在三个倾斜滑裂面上建立等安全系数法极限平衡方程,根据抗滑稳定安全系数极值条件,通过迭代和双重搜索试算求解最小的安全系数和最危险的滑裂面形态。计算结果表明,三斜面法更贴近实际工程的客观条件,比双斜面法更合理可靠、更具有普遍适用性。     

复杂地基下重力坝抗滑稳定可靠度分析

针对复杂地基条件下重力坝不同抗滑稳定评估方法的适应性问题及传统刚体极限平衡法中多滑面功能函数难以显式建立的现状,在传统安全系数评估方法的基础上,构建了失效通道的抗滑稳定功能函数,结合响应面方程和验算点法进行抗滑稳定可靠度分析,提出了考虑失效模式间相关性的基于条件概率降维法（DRMCP法）的复杂地基重力坝多通道失效的串联体系可靠度计算方法,实现了对复杂地基情况下的高混凝土重力坝抗滑稳定安全可靠性进行分析。某高重力坝实例分析结果表明,地基材料的复杂性、变异性造成同一滑移通道安全系数与可靠度并非完全对等,复杂地基情况下体系可靠度主要取决于最薄弱通道的单点可靠度。     

层状岩基重力坝深层抗滑稳定分析

针对含软弱夹层的层状岩基重力坝深层抗滑稳定问题,在分析层状岩基的深层失稳模式的基础上,提出了深层滑动面的自动搜索方案,并利用刚体极限平衡法研究了软弱夹层的埋置深度、位置及倾角对深层抗滑稳定安全系数的影响规律,进而利用深层滑动面搜索方法分析了向家坝水电站左非~#3坝段坝基的深层抗滑稳定性。结果表明,左非~#3坝段坝基深层抗滑失稳模式为坝踵岩层断裂滑移模式,在正常蓄水状态下该坝基深层抗滑稳定性满足规范要求。     

冲沙孔坝段三维有限元应力变形分析

针对马堵山重力坝冲沙孔坝段复杂的坝体结构,建立了坝体和坝基的三维有限元模型,计算了各工况下的应力和变形,分析了孔口和坝基面附近的拉应力区域并进行安全评价.根据有限元计算结果对该坝段进行抗滑稳定分析,结果表明该坝段设计合理、符合规范要求.     

基于综合判据的重力坝深层抗滑稳定性分析

为研究层状岩体坝基上的重力坝深层抗滑稳定性,以某混凝土重力坝溢流坝段为例,采用单软弱夹层分析法和双软弱夹层分析法两种建模方法,综合D-K曲线特征、相关性检验结果、塑性区分布以及接触面状态分析,确定了坝基的深层抗滑稳定安全系数,进而揭示了地基塑性破坏导致坝体失稳的机理。     

强震区碾压混凝土重力坝非线性地震响应分析

针对传统的线弹性模型不能准确模拟强震区碾压混凝土重力坝的地震响应问题,介绍了考虑坝体材料非线性的损伤模型和考虑接触非线性的缝接触模型,并将这两种模型应用于鲁地拉重力坝非线性地震响应分析中,以坝头部的裂缝贯穿为"破坏"准则,计算裂缝贯穿前坝体所能承受的最大地震作用。结果表明,在该准则下,材料非线性模型和接触非线性模型分别算出最大荷载作用为1.6倍设计地震和1.5倍设计地震,计算结果十分接近,均可用来评价碾压混凝土重力坝的极限抗震能力。     

龙滩大坝抗滑稳定可靠度分析

针对重力坝坝体中存在薄弱层面影响坝体结构安全,以龙滩大坝为例,选取9条薄弱层面,采用非线性有限元法计算获得的应力结果分析各层面抗滑稳定可靠度,并计算了层面体系可靠度.结果表明,该方法合理可靠,可供借鉴.     

峡江水电站泄洪闸~#11闸室抗滑稳定分析

为分析峡江水电站泄洪闸#11闸室的稳定性,将锚筋桩抗剪能力等效至潜在滑动面,采用非线性有限元方法计算获得了不同方案下闸室的深层抗滑能力。结果表明,不同方案下#11闸室的滑动破坏模式基本一致,但抗滑能力有所不同,只有将A、B护坦连成整体且将A区护坦中后部锚固加密至3Φ36mm@2×2.5m以上时闸室的深层抗滑能力才满足现行规范要求。     

团结协作 大胆创新 顽强拼搏 水电三局在安康水电站施工中积极采用先进技术和科研成果

大坝混凝土中掺用粉煤灰量及范围均达国内同行业先进水平,节约资金910万元;与北京勘测设计院等单位共同努力,克服了电站建设中的三大技术难题,开创了我国水电建设中治理大面积工程滑坡、坝基深层抗滑稳定、重力坝甲乙坝拼缝浇筑等工程先例;研制的科研成果多次获部级科技进步奖.     

南渡江龙塘段复合断面防洪堤结构特性分析

为分析南渡江龙塘段复合断面(扶壁式挡土墙与土堤相结合)防洪堤的结构特性,先利用三维有限元数值分析软件ANSYS建立结构的非线性有限元模型,再在扶壁式挡土墙与土堤的接触间加接触单元,计算堤后土体的抗滑稳定安全系数,对该复合结构的静力进行模拟计算,得到了结构的应力和位移特性,然后对结构进行精确的模态分析,分别研究干湿模态下的结构振动特性,并验证结构在地震作用下的动力响应是否满足抗震要求。结果表明,该复合断面防洪堤具有安全、经济、可靠的特点,可为今后防洪堤设计和工程应用提供参考。     

重力坝稳定分析考虑齿墙作用的探讨

重力坝的抗滑稳定性是重力坝设计中的一项重要内容,它有时控制了坝体体积的大小,直接影响到工程造价的高低.因此如何提高其抗滑稳定安全性,是重力坝设计的一项重要课题.在以往的重力坝设计中,为了防渗或增加抗滑安全的需要,在坝踵下部常设置齿墙,它对于坝体的抗滑稳定性起一定的作用,可以使坝基水平滑动面变成倾向上游的斜坡,这样将迫使坝下的部分岩体连同坝体一起滑动,从而增加了重量,有利于坝的稳定.或者在坝体沿坝底面呈水平滑动时,齿墙和坝体间存在抗剪断力,同样起到抗滑的作用,当然应取用二者的小值,但在以往的设计中,齿墙的抗滑作用只当作安全的储备因素来对待.本文认为,齿墙常与坝体浇成整体,在分析坝体抗滑稳定、计算安全系数时,也应计入齿墙的作用,以达到既安全又经济的目的.