重力坝失稳破坏变形表征指标警戒值的拟定

抗滑稳定是重力坝设计与运行中关注的最基本要求,其宏观层面一定程度上可表征为重力坝变形性状的转异行为。大坝变形安全警戒值的确定,传统上多基于各种确定的结构参数和数学模型,缺乏对相关影响因素不确定性的考虑。因此,从不确定性分析理论入手,在对重力坝抗滑稳定可靠指标、变形与坝前水深相关性剖析的基础上,引入响应面法,通过对大坝变形水压分量与抗滑稳定可靠指标之间函数关系的合理拟合,依据现行可靠性设计规范,提出了一种基于抗滑稳定可靠指标的重力坝变形安全警戒值拟定方法,并进行了实际工程案例验证。通过与传统典型小概率法拟定结果的比较,得出了总体合理、可行的结论。文中方法是传统方法的有益补充,可作为传统方法计算结果的有效验证手段。     

基于接触模型的重力坝稳定分析

重力坝的深层抗滑稳定是大坝安全重要内容之一。基岩中的软弱结构面是造成大坝失稳的关键因素。采用接触单元模拟坝基结构面的法向和切向行为,通过分析不同折减系数下接触面的滑移状态和关键点的位移变化规律来综合评价坝基的稳定性。以中国某重力坝为例,建立三维非线性有限元模型,分析了在不同折减系数下坝体-地基系统的接触面滑移状态、关键点位移变化规律,并对大坝的稳定性进行了综合评价。     

实例碾压混凝土重力坝变形监测资料统计模型分析

一个实例工程碾压混凝土重力坝从建成到现在已运行多年,为了了解该工程坝体的变形情况,对该碾压混凝土重力坝的重点坝段进行了专题分析,采用大坝运行多年的监测资料并结合统计建模方法,对坝基抗滑、坝体抗倾覆稳定及水平位移进行了深入的分析。结果表明:坝基倾斜影响分量中水压分量占70%~85%,温度分量约占10%~20%,时效分量所占比重不超过10%,另外,复杂的地质条件、非连续性的岩体介质及基岩矿物种类也是造成坝基倾斜变化的主要原因。坝基及坝体水平位移受库水位影响较大,其中EL675.1m与EL706.5m高程测点水压分量分别约占80%、60%,温度分量分别约占10%、20%,时效分量分别约占10%、20%。坝基、坝体整体变形规律正常。     

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。     

蓄水期混凝土重力坝变形预警指标研究

为了优化反映大坝安全状态的预警指标,准确分析坝体结构行为,基于大坝结构变形监测数据、统计模型和数值模拟,提出监测加高大坝安全状况的快速优化反演分析方法。结果表明,以强度和稳定性为约束条件,利用结构分析方法,估算变形预警指数,得出坝体最大下游位移出现在低温和高水位时,应选择最高水库水位和极端温降,作为评估下游位移的极限荷载工况;利用正演模拟变形和统计模型的其他分量构建的大坝变形预警指标,可用于预报高水位下的大坝变形。     

三峡水利枢纽右岸大坝变形规律分析

结合长达6 a的观测资料,对长江三峡水利枢纽右岸大坝的水平位移、垂直位移、基础转动、基础地质缺陷部位的稳定性进行了综合分析,阐述了右岸大坝坝基及坝体的变形规律以及水库蓄水对其变形的影响,结果表明:三峡右岸大坝坝基坝体是稳定的,基础地质缺陷部位状态稳定,大坝的水平位移和垂直位移均较小,大坝变形受温度变化和水库蓄水影响明显。     

用厂坝连接解决大坝深层抗滑稳定问题

本文以万家寨水电站为背景，研究了不同厂坝连接方式对坝体和厂房的应力、变形及深层抗滑稳定性的影响。研究结果表明，考虑混凝土重力坝与坝后式厂房的相互作用后，可以提高大坝抗滑稳定性，改善坝体应力状态，并能减小由于下游尾水过高引起厂房向上游的变形。     

复杂地基上重力坝深层抗滑稳定分析

对于地基中含有多条软弱带、裂隙等可能构成多种组合滑动形式的重力坝深层抗滑稳定问题,由于滑动面不明确,无法采用传统的刚体极限平衡法进行分析.强度折减法无需假设滑裂面,根据特征点位移突变以及塑性区贯通等判断准则可确定整体稳定性.采用强度折减法,分析了某重力坝加固前后在正常荷载组合及地震工况下的深层抗滑稳定安全系数.计算结果表明,各种工况下坝基抗滑稳定安全系数均满足要求;设置齿槽加固后安全系数得到提高.     

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。     

基于动态MIC优化TCN的混凝土坝变形预测模型研究

混凝土大坝变形是其安全运行的主要控制指标,对大坝变形的预测就显得尤其重要。为降低常规预测模型因未考虑环境量的时滞性所带来的误差,采用最大信息系数方法(MIC)计算水位影响因子和大坝位移的时滞关系,并确定最佳滞后时间。进一步,采用时间卷积网络(TCN)解决了混凝土重力坝的变形预测的高维非线性难题,并不断逼近坝体位移影响因子矩阵空间和位移目标向量之间的最佳映射关系,进而得到大坝变形的预测模型,并将其预测结果与常用的ARIMA模型进行对比。结果表明,MIC-TCN模型比ARIMA模型有更好的预测效果。     

考虑非正态变量相关性的重力坝抗滑稳定可靠度研究

为了研究相关非正态变量对重力坝抗滑稳定可靠指标的影响,采用Jc法、映射变换法和实用分析法计算了具有独立非正态变量时某重力坝抗滑稳定的可靠指标,以及用二阶矩矩阵法计算了非正态变量抗剪断摩擦系数f和黏聚力c字在相关性时重力坝抗滑稳定的可靠指标。通过计算分析表明：理论上Jc法、映射变换法、实用分析法三种方法对独立非正态变量的正态化处理方式有所不同,但对于文中实例计算结果基本一致;当变量间不考虑相关性时二阶矩矩阵法蜕化为Jc法;重力坝抗滑稳定的可靠指标随着f和c之间负相关系数的减小而增大,f和c’采用正态分布概率模型计算的重力坝抗滑稳定的可靠指标比f和c采用对数正态分布概率模型计算的重力坝抗滑稳定的可靠指标小。     

水位下降对复杂地基重力坝深层抗滑稳定分析--以武都水库重力坝19＃坝段为例

武都重力坝基岩地质构造复杂,对坝体深层抗滑稳定极为不利。为了研究水位下降对武都重力坝抗滑稳定性的影响,以武都水库重力坝19＃坝段为例,采用有限元法计算了坝体在库水位下降过程中的应力应变特性,重点研究坝基塑性破坏区的发展规律、坝体位移变化趋势以及坝体抗滑稳定性。结果表明：坝基塑性区主要分布在断层10f2两侧,随着上游水位的降低,塑性区的分布范围逐渐减小,重力坝和坝基发生逆时针方向的倾倒变形,坝顶最为明显;上游水位降低导致扬压力减小,坝体抗滑稳定系数增大,在死水位时稳定系数最大为3．0。说明随着库水位下降,重力坝抗滑稳定安全系数将逐渐增大。     

基于风险管理的混凝土坝变形预警指标拟定研究

在混凝土坝风险理论和结构计算拟定变形指标方法基础上,研究建立基于风险管理的变形预警指标拟定方法,使得拟定的预警指标不仅满足工程安全需要,同时体现大坝风险的要求。首先根据混凝土坝工程安全运行与下游经济社会发展要求,确立大坝的风险等级标准;其次分析研究相应风险等级标准条件下,混凝土坝的破坏路径与模式;以混凝土坝溃决模式与坝体结构特性转异为纽带,借助专家经验,设置结构计算的荷载条件与约束标准,再采用有限元计算获得相应的变形预警指标值,进而建立了基于风险管理的混凝土坝变形预警指标拟定方法。以某水电站工程为案例,拟定了该水电站低风险运行的变形预警指标值,验证了该方法是切实可行的。     

某水电站碾压混凝土坝三维非线性有限元分析

针对厂坝联合、横缝灌浆和高地震烈度等特殊工程背景,采用三维非线性有限元方法,对某水电站碾压混凝土坝进行了应力变形分析和抗滑稳定分析。并采用超载法得出了大坝整体抗滑稳定安全系数。分析计算结果认为,各个工况下的应力变形的大小和分布规律基本合理,其抗滑稳定性总体上是有保证的。厂坝联合和横缝灌浆可以显著提高坝体整体的抗变形能力以及抗滑稳定性,提高坝体的整体抗震性能。     

基于有限元法的混凝土重力坝抗滑稳定分析方法

混凝土重力坝抗滑稳定分析方法较常用的方法是抗剪断安全系数法,该方法忽视了坝体与基岩的应力应变关系,使接触面上的阻滑力与滑动力的计算结果存在一定的误差,导致抗滑稳定安全系数存在较大误差。利用有限单元法,在充分考虑坝体所受到的各种荷载及复杂的地质条件下,计算重力坝与基岩接触面上的阻滑力和滑动力,再利用抗剪断安全系数法对重力坝的抗滑稳定进行计算。得到了更为准确的能反应重力坝抗滑稳定的安全系数。分析结果表明,利用有限元法能够准确计算重力坝与基岩接触面上的阻滑力和滑动力,为重力坝抗滑稳定分析及评价提供了可靠依据。     

重庆云阳旧县坪滑坡成因特征与变形机制分析

三峡水库蓄水后大量涉水老滑坡产生复活变形,其中旧县坪滑坡是三峡库区典型滑坡之一,自水库蓄水以来一直持续变形,变形位移呈现出典型的阶跃型特征。根据地质调查及专业监测资料,深入分析了滑坡变形特征,得到了滑坡变形的影响因素及其变形机制。结果表明:砂泥岩互层的靠椅形软弱地层为滑坡的形成提供了地质条件,滑坡复活变形的最主要影响因素则是库水位波动,受库水位下降时的饱水加载效应和动水压力效应影响,增加了滑坡下滑力,因此导致坡体稳定性急剧下降,从而产生显著变形。运用SEEP/W程序的计算结果表明,旧县坪滑坡在库水位快速消落期水位下降速率增大或叠加50年一遇的暴雨条件下,稳定性系数位于1.055~1.069范围内,在最危险工况下仍处于基本稳定状态。滑坡整体处于等速蠕滑变形阶段,在持续暴雨情况下有发生局部变形破坏的可能,在汛期须对变形破坏严重处采取局部防护治理措施。研究结果为滑坡监测预警与防治以及实际库水位调度提供了参考和依据。     

接触面抗剪断强度离散性对重力坝稳定的影响

混凝土重力坝沿滑移面的抗滑稳定性与接触面材料的摩擦系数f和黏聚力c密切相关,现有的重力坝规范,有的取f和c为定值进行分析,有的视f和c为随机变量,并规定了它们的随机分布规律.实际上,f和c既不是一个定值,也不一定符合给定的随机分布规律.关于重力坝抗滑稳定安全系数分布规律的研究成果甚少.应用可靠性方法,针对重力坝沿建基面的抗滑稳定问题,研究了摩擦系数f与黏聚力c的随机分布线型、均值和变异系数对稳定安全系数K的影响,揭示了K的离散特征,以及概率分布曲线和可靠指标的变化规律.研究成果有助于对重力坝规范的进一步认识.     

那比重力坝4号坝段坝基加固措施优化研究

文章采用三维非线性有限元法,对那比水电站工程4号坝段的坝基抗滑稳定性进行研究,对比分析加固前后变位及应力的变化和三种加固方案下4号埂段坝基超载稳定安全系数.优化研究表明:4号坝段采用锚筋桩和固结灌浆加固处理措施后可以满足坝基抗滑稳定性要求,推荐采用长6 m间排距1.5 m×1.5 m的锚筋加固方案.     

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。