稳定渗流条件下水位变化对重力坝稳定性影响

采用有限元法对某重力坝在上游不同水位时的稳定性进行计算,研究了在水位降低过程中重力坝坝基的滑裂面分布、抗滑稳定系数、塑性破坏区及剪应力分布,结果表明:随着上游水位的降低,重力坝坝基滑裂面有往坝体内部发展的趋势,滑裂面从高水位的折线型滑动变为低水位的圆弧型滑动;上游水位降低后,重力坝坝基抗滑稳定系数逐渐增大,上游坝踵集中分布的塑性破坏区范围逐渐减小,防渗墙上游侧的剪应力有所增大,而下游侧的剪应力则有所减小。计算成果对类似的中小型工程的稳定性分析有一定借鉴作用。     

水位上升对燕云重力坝坝基稳定性影响研究

为了研究水位变化对重力坝坝基稳定性的影响,以拟建燕云电站重力坝为例,采用有限元软件PLAXIS计算了坝体在水位上升过程中的抗滑稳定,重点研究了重力坝坝基破坏模式、抗滑稳定系数、塑性破坏区、渗流场以及防渗帷幕受力的变化情况。结果表明:水位上升对重力坝坝基破坏模式影响显著,水位较低时为浅层滑动,水位升高后为表层滑动;水位上升将导致坝基抗滑稳定系数减小,坝基塑性破坏范围增大,在坝踵处集中分布;防渗墙底部渗流速度最大,两侧剪应力主要分布在墙体中部与岩层交界处。研究成果对工程的顺利开展有一定指导意义。     

燕云水电站重力坝坝基渗透稳定影响分析

以拟建燕云水电站重力坝为例,采用有限元法计算了坝基在水位下降过程中的应力应变特性,研究了在水位下降过程中坝基破坏模式、抗滑稳定系数、渗流场和坝基垂直有效应力分布等4个方面的变化趋势。结果表明:上游水位下降对该重力坝坝基破坏模式影响显著,上游水位较高时为表层滑动,死水位时为浅层滑动;水位下降还将导致重力坝抗滑稳定系数增大,坝基最大渗流速度和渗漏量也逐渐降低,坝基防渗墙底部最大垂直有效应力逐渐增大,坝趾垂直有效应力则逐渐减小,坝踵应力水平均较低,不存在受拉现象,满足规范要求。研究成果对工程建设的顺利开展有一定指导意义。     

基于时程法的重力坝动力抗滑稳定研究

以重力坝整体失稳破坏为评判准则,研究地震荷载作用下重力坝的抗滑稳定性,根据塑性区分布情况、计算收敛性以及瞬时安全系数可综合判断大坝的安全度。从分析结果来看:无论是沿建基面的抗滑稳定,还是坝基软弱结构面的深层抗滑稳定,随着地震加速度的增大,塑性区都逐渐增大,并最终出现贯穿性塑性区;沿滑动面的安全系数随地震加速度时程的变化而变化,最小安全系数分布与塑性区的发展情况类似,因此可对塑性区分布和瞬时安全系数进行综合评价后再对坝体抗滑稳定性进行判断。     

基于有限元法的某重力坝防渗帷幕深度优化研究

为了对某拟建重力坝的防渗帷幕深度进行优化设计,通过有限元渗流计算,从坝体抗滑稳定、渗流变化规律、应力和坝基破坏模式等4个方面研究了不同防渗帷幕深度对重力坝稳定性的影响。研究结果表明:随着防渗帷幕深度的增加,大坝抗滑稳定系数逐渐增大,并最终趋于稳定;当防渗帷幕插入到基岩后,渗流流速和渗流量均大大减小,防渗帷幕底部坡降最小值对应的帷幕深度为4~6 m;随着防渗帷幕深度的增加,帷幕所受最大剪应力先增大后减小并最终趋于稳定,坝基垂直应力满足地基承载力要求;重力坝破坏模式与防渗帷幕深度无关,均为浅层滑动。计算成果对类似工程防渗帷幕深度优化设计有一定参考价值。     

RCC重力坝地质缺陷坝基处理方案优化及加固效果评价研究

笔者针对RCC重力坝地质缺陷坝基开展处理方案优化和评价研究,采用有限元超载法对碾压混凝土重力坝的坝基接触面应力、位移及坝体破坏进行分析。研究表明:随着超载系数的增大,坝基接触面上游部位的拉应力和下游部位的压应力均增大,且坝踵拉应力增长幅度大于坝趾压应力的增长幅度。同时,坝基竖向位移增大,坝踵与坝趾的位移差也随着超载系数的增大而增大。地基接触面位移量值增大及上下游变形差异的增大都会导致坝体塑性区的发育和扩展,不利于坝体的稳定性。基于不同地基处理方案下坝基位移、坝踵与坝趾位移差异性比较可知:地基处理方案四的加固效果较其他三种处理方案更能有效提高坝基的承载能力和稳定性。     

重力坝深层抗滑稳定强度折减弹塑性有限元法

结合清峪水库实际工程设计要求,运用ANSYS有限元软件,建立考虑坝基岩体软弱结构面力学特性的溢流重力坝深层抗滑稳定弹塑性计算模型。通过逐步增大抗剪强度的折减系数,分析研究坝基岩体的水平位移分布连续性变化规律、特征点位移变化幅度特性和坝基岩体塑性区域发展贯通过程。清峪水库重力坝深层抗滑稳定使用强度折减弹塑性有限元分析得到的安全系数为3.0~3.2,与规范推荐的刚体极限平衡双斜面稳定计算结果 3.039~3.667具有一致性,表明采用滑移面上位移发生突变及塑性区贯通作为坝基失稳破坏的判断准则是合理的。     

自密实混凝土重力坝浇筑层间稳定性分析研究

自密实混凝土重力坝是用流动性较强的混凝土在堆石之间填充并分层浇筑而成。为了研究浇筑层间的稳定性,采用刚体平衡原理和第三强度理论分别对自密实混凝土重力坝层间的抗滑稳定性和堆石间拉力情况进行了分析研究。结果表明：随着坝体层间堆石相对接触面积α的增大,层间抗滑稳定系数K逐渐增大,但是增加的幅度处在一个稳定的范围之内;随着堆石相对超出高度β的增大,堆石间的拉力逐渐增大,β=15%可以作为自密实混凝土重力坝设计的上限值;地震工况对于坝体层间抗滑稳定系数K和堆石间拉力大小的影响较大,该工况抗滑稳定系数K减小了15%以上,堆石间拉力最大增大约2 MPa。     

岩滩溢流重力坝抗震安全分析和评价

为评价岩滩重力坝抗震的安全性,建立了坝体和坝基的三维有限元模型;对地震工况下的坝体应力、位移分布,以及坝基面抗滑稳定安全系数和坝基深层抗滑稳定安全系数进行计算,并分析了坝基岩体变形对坝体抗滑稳定性的影响。结果表明,在设计地震荷载作用下,坝基面和深层抗滑稳定安全系数的最小值为4.08和7.3。坝段强度满足规范要求,大坝的抗震安全性满足规范要求。     

重力坝抗滑稳定分析

重力坝稳定性分析的主要目的是检验重力坝在各种可能荷载组合情况下的稳定安全度,应用刚体极限平衡法和有限元法对故县水工重力坝进行了稳定性分析,并对这两种方法进行了比较,指出:刚体极限平衡法将坝体假设为刚体,只考虑坝基面的抗滑稳定性,这与有限元法得到的结果基本一致,即坝体抗滑稳定薄弱点在坝基面处的坝趾处,有限元法对坝体的抗滑稳定性分析更为全面。     

库水位波动对土石坝稳定性影响研究

本文基于数值模拟研究了库水位骤变对土石坝上下游坝坡稳定性的影响。计算结果表明,库水位骤升时,上游坝坡稳定系数先增大后趋于平缓,下游坝坡稳定系数随时间先降低后趋于稳定;库水位骤降时,坝坡上游稳定性随时间先减小后趋于平缓,且水位下降速率越大,趋于稳定的时间越短;坝坡下游稳定性随时间先增大后趋于稳定。库水位在骤升和骤降工况下,坝体上下游坡体稳定系数均大于规范要求最小值,坝体安全。     

柬埔寨甘再重力坝深层抗滑稳定分析

结合柬埔寨甘再重力坝工程,采用弹塑性有限元强度折减法,根据特征点位移突变及坝基整体塑性区贯通情况,得到正常蓄水位下的该坝坝基深层抗滑稳定安全系数。计算结果表明,甘再重力坝深层抗滑稳定安全度较高,满足规范要求。     

重力坝静动力结构特性及深层抗滑稳定性非线性有限元分析

重力坝的深层抗滑稳定性是保证大坝安全的一个重要条件。本文采用三维有限元数值模拟方法，对某重力坝坝体及坝基位移场、应力场，坝基稳定性及加固处理效果进行了静动力分析，探讨了在正常运行工况下地基加固前后坝体及坝基的位移场、应力场规律，坝基可能组合滑移面的抗滑稳定安全系数，以及进行地基加固后地震工况下的坝体动位移、动应力分布规律和坝基的抗滑稳定性，论证了坝基加固处理措施的必要性、有效性及大坝的抗震能力。     

渗流应力耦合作用下重力坝深层抗滑稳定分析

重力坝坝基岩体中包含软弱结构面和性质复杂、方向各异的裂隙,在外力作用下易形成滑移通路,导致大坝稳定性遭到破坏,对人民生命财产安全造成严重威胁。本文以白石水库重力坝溢流坝段为例,采用弹塑性有限元强度折减法,通过ANSYS有限元软件对渗流应力耦合作用下抗滑稳定安全系数和坝基坝体应力应变进行研究,进而分析渗流应力耦合作用对重力坝深层抗滑稳定的影响。研究表明:渗流应力耦合场作用下重力坝抗滑稳定安全系数小于单一应力场;渗流应力耦合场作用下,白石水库重力坝抗滑稳定安全系数为2.4。研究成果可为重力坝深层抗滑稳定数值模拟提供工程依据,具有重要的现实意义。     

重力坝深层抗滑稳定的数值分析

重力坝的深层抗滑稳定性是坝基设计中的重要问题。对于深层抗滑稳定问题比较严重的重力坝,数值分析是作为校核、验证或深入研究的重要手段。重力坝深层抗滑的数值模拟,其核心的问题归结为如何模拟坝基中软弱结构面。通过算例分析说明对软弱结构面采用接触处理法能更好的模拟坝基深层抗滑稳定问题,并把此接触处理法引入对武都17#坝段的数值模拟。     

基于超载系数法的某闸坝基深层抗滑稳定研究

为了评估某水利工程冲砂闸坝体的稳定性,以三维有限元软件ANSYS为计算平台,采用超载系数法对该冲砂闸的坝基深层抗滑稳定进行三维分析和计算,得到坝基岩体的变形趋势和塑性区分布。结果表明,随着外部荷载的增加,闸坝位移也逐渐增大;当折减系数为5.8时,坝基塑性屈服区贯通Cr_4软弱破碎带,同时关键点位移发生突变,确定该闸坝的深层抗滑稳定最大安全系数在5.8~6.1之间,满足规范要求。研究成果可为类似闸坝工程的稳定计算和分析提供参考。     

考虑各向异性渗流的重力坝深层抗滑稳定分析

坝基裂隙岩体渗流具有各向异性特征,可能对重力坝深层抗滑稳定产生不利影响。采用等效连续介质模型,进行坝基裂隙岩体各向异性渗流分析,采用有限元滑面应力积分法计算重力坝深层抗滑稳定安全系数。将提出的方法应用于GD重力坝深层抗滑稳定分析。案例分析表明,裂隙岩体各向异性渗流会增大作用在坝基滑动面上的渗透压力,降低深层抗滑稳定安全系数。裂隙开度对滑动面上渗透压力的影响最大,裂隙连通率和间距的影响次之,裂隙相对粗糙度的影响最小。     

复杂坝基浆砌石重力坝稳定分析

以宝泉电站下水库大坝特殊坝段为例,采用刚体极限平衡法时复杂坝基浆砌石重力坝的抗滑稳定性进行了分析,由其二维有限元计算结果可知,校核水位时为最危险工况,坝体与坝基接触面上的最大垂向正应力和最大切向剪应力均出现在坝趾处.介绍了特殊坝段的极限抗倾稳定验算方法,指出在施工过程中确保坝体与基础充分结合是特殊坝段抗滑稳定的前提条件.     

某水库浆砌石重力坝溢流坝段抗滑稳定分析

对于浆砌石重力坝,其坝体抗滑稳定不仅应计算砼垫层与基岩接触面的稳定,还应计算砌石体与砼垫层接触面的稳定以及砌石体之间的稳定。为提高大坝抗滑稳定,大坝坝址宜选择在坝基岩体接触面倾向上游处,坝基宜设置防渗帷幕及排水孔,坝体设置排水管。     

混凝土重力坝深层抗滑稳定分析

重力坝的深层抗滑稳定性问题是影响坝体安全的关键。本文以某工程典型坝段深层抗滑稳定为研究对象,采用多滑面抗滑稳定分析方法和强度储备法分析典型坝段坝基各滑移通道的深层抗滑稳定性,并对比两种方法在计算结果上的相同点和差异性。计算结果显示,多滑面抗滑稳定分析方法在结构复杂、错动带比较发育的坝基中的成果更为合理和真实。