水压力分布作用下楔形体稳定性分析

不同的裂隙岩体中水压力的分布形式不同,研究水压力分布规律对坡体稳定性分析极其重要.传统的裂隙水压力分布规律存在问题,本文就几种特殊情形提出了合理的水压力分布规律,利用Swedge软件,分析有无张拉裂缝情况下的楔形体岩质边坡在不同水压力分布形式下的坡体稳定性.计算结果表明:当楔形体结构面无水压力分布时,楔形体稳定性在有张拉裂缝情况下比无张拉裂缝情况下低.水压力分布形式对楔形体稳定性影响很大,不同结构面其水压力分布形式不同,如果按照统一水压力分布形式计算,将会产生很大的误差.     

西安市李家河水库工程左坝肩岩质边坡楔形体稳定性分析及加固措施

李家河水库工程左坝肩拱肩槽上游岩质边坡中发育多组节理裂隙、软弱夹层等,岩体被结构面切割形成楔形体.运用块体理论及赤平极射投影等方法,研究了该岩质边坡楔形体的地质结构特征,并采用《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007）附录D中“楔形体法”及理正岩体计算软件对楔形体稳定性进行分析,根据计算结果提出了加固措施.     

楔形体稳定的定性和定量分析

岩石边坡的稳定性主要受结构面控制, 由结构面切割形成的楔形体失稳是岩石边坡的主要破坏形式之一.通常采用赤平极射投影对楔形体的稳定性进行分析,只能获得定性的结论.楔形体作为刚体,其稳定性可按照刚体极限平衡法结合赤平极射投影图计算.同时利用数学推导,可对楔形体进行三维计算.而采取实体比例投影,可将问题转化为二维问题,且其计算成果在一定误差范围内.     

赤平投影法在积石峡水电站泄洪洞与导流洞交叉段设计中的应用

针对积石峡水电站泄洪洞与导流洞交叉段大洞室，采用赤平投影法对洞室与岩体不同产状裂隙面组合形成的楔形体进行稳定性分析，通过判别关键块体，计算净滑动力，确定最终的可能可动块体及关键块体，选取最不利断面进行计算分析，绘制该断面可能最大可动域，确定锚固措施。对洞室锚固施工提供了可靠的设计依据，确保了施工安全。     

金川水电站右岸导流洞出水口边坡稳定性分析

通过对金川水电站右岸导流洞出水口边坡的岩性、构造、可能存在的破坏机制和岩体物理力学性质的研究,利用计算辅助软件建立三维地质模型,分析该边坡的结构面组合形式,确定由这些结构面切割而成的块体的空间位置,并利用商用岩石边坡楔形体稳定性分析软件Swedge对各潜在不稳定块体进行计算。计算结果表明,各种工况下的边坡均具有很好的稳定性。     

长河坝水电站尾水洞出口边坡稳定性分析

长河坝水电站尾水洞出口边坡断层、节理裂隙发育,通过工程地质条件分析,尾水洞出口边坡可能的破坏模式主要有:F1断层和缓倾角裂隙J6组合形成的滑移拉裂变形破坏模式和由裂隙组合形成的局部楔形体滑移破坏模式。边坡稳定性计算成果表明,尾水洞出口边坡整体稳定性较好,但1#尾水洞洞脸边坡由J3、J5裂隙与坡面组合形成的楔形体处于不稳定状态,边坡开挖过程中需采取主动加固措施;降雨、地震对边坡稳定性的影响较大,需及时对坡面喷混凝土封闭以及严格控制爆破装药量,减小爆破震动。     

具有切割体的岩坡稳定分析

一、方法岩石边坡的稳定性,通常是切割体的稳定性. 采用基本的静力极限平衡方法,计算由于地质结构面和边坡面所构成的切割体在合力作用下,沿单个结构面或两个结构面I、J的滑动稳定性. 座标系规定为在水平面内X轴向北和Y     

基于ＤＥＭ－ＬＥＭ考虑裂隙扩展的岩质边坡稳定性分析

岩质边坡内部常存在许多节理裂隙,使得岩质边坡成为不连续介质体,导致其稳定性分析比较 困难。现有的离散元程序可以计算由封闭曲面或曲线构成的块体系统的稳定性,但是难以模拟在地震 等荷载作用下的裂隙扩展、块体重构和多块体组合破坏等现象。针对这一问题,根据格里菲斯断裂理 论,在裂隙尖端岩桥位置沿可能的开裂方向设置虚拟节理裂隙,生成多个潜在关键滑移块体,利用离散 元软件ＵＤＥＣ计算岩质边坡的应力场并结合刚体极限平衡法评价滑移块体的稳定性,进而判断最可能 滑移块体和滑移路径。基于上述思想,开发了相应滑移块体搜索算法和评价机制,研制了考虑扩展裂隙 的适用于静力和动力分析的二维岩质边坡稳定性分析软件ＳＡＦＥＳＬＯＰＥ,对多种节理组合块体开展了静 动力算例验证工作。     

岩石高边坡稳定性并行计算及其应用

在高地震烈度区的岩石高边坡抗震安全评价需要大规模数值计算,而现有商业软件无法有效解决这类复杂的工程问题,因此,本文开发了解决岩石高边坡接触稳定性问题的对等架构并行计算程序,并应用于泰山公司抽水蓄能电站上水库左岸边坡的静力和动力稳定性评价。在数值建模过程中,将岩石边坡滑块体、地质结构面、库水作用以及近场地基作为岩石高边坡动力接触系统。在稳定性安全评价中结合了有限元法、极限平衡法和接触算法,考虑影响高边坡稳定性的多种复杂因素,通过计算特定滑动面的安全系数或安全系数时程,基于现行水电工程水工建筑物抗震设计规范,完成了岩石高边坡稳定性评价,回避了求解复杂岩体材料非线性的问题。计算结果显示,所开发的程序具有较高的并行计算效率,对解决复杂岩石高边坡稳定问题具有显著的优势。     

三维裂隙网络渗流计算的边界元法及程序

岩体力学性质受结构面控制，表现出强烈的各向异性。同时工程地质师多年的实践认为岩石结构面是具有统计性的，因此岩体结构面网络模拟成为研究岩石力性质的新方向。其中裂隙网络渗流模拟，特别是三维裂隙网络的渗流计算是结构面网络模拟研究工作的重点和难点。又由于对于具有随机性裂隙网络渗流的计算，需要多次形成裂隙网络样本，并对每个样本进行多次计算，因此对渗流计算比确定性渗流提出更高的要求。本文基于将单个裂隙看作为一个不可压缩的二维各向同性多孔介质的假定，运用加权剩余法，推导了单裂隙渗流的边界单元法公式。通过将裂隙之间的交线看作为内部边界，推导了多裂隙相交时的边界单元法公式。利用FORTRAN 90语言编制了相应的计算程序BIEMNF。为验证程序的正确性，利用计算实例进行了考核。     

水平地震作用下阶梯式复杂土层边坡动力响应及稳定性分析

针对一阶梯式复杂土层边坡,采用人工修正的加速度时程作为地震输入条件,引入三量放大系数对土坡坡面质点进行地震时程响应分析,并采用Newmark滑块分析法和有限元动力时程分析法计算其稳定性.计算结果表明,在水平地震波作用下,阶梯式土坡坡面质点的水平位移和水平速度随距坡脚的沿坡面距离的增大而增大,且最大值都出现在坡顶,地震加速度放大系数呈不规则分布,受地震累积效应影响,土坡坡面质点三量响应滞后于地震波谱变化;拟静力法计算的安全系数偏保守,有限元动力时程分析法和Newmark法计算后通过处理的各项安全系数结果相近.     

宝珠寺水电站混凝土重力坝左河床坝段工作状态分析

在水利水电工程建设中,岩石坝基的岩性一般都不均一,并且常被断层、夹层、节理、裂隙等结构面所切割,构造十分复杂.因此,坝基岩体一般是非均质非连续体,其应力应变关系是非线性的,并且在趋近屈服应力时,往往还有塑性变形发生.用线弹性分析复杂坝基必将引起较大误差,计算所得的位移将偏小.因此,必须进行非线性分析.我们针对宝珠寺水电站混凝土重力坝的岩性不均一、并有多条夹层、断层等软弱结     

基于QUAKE/W的顺层岩质边坡动力响应特征及稳定性分析

选取哈大线DK50+ 900-DK51+ 500处的岩质边坡为分析对象,结合工程地质资料,运用QUAKE/W和SLOPE/W模块耦合建立数值模型,计算其在动力作用下特定监测点的位移与加速度并分析其响应特性.在上述分析的基础上进一步耦合计算岩质边坡在地震作用下安全系数随时间变化的规律,并得到其整个过程的稳定性,将结果同拟静力法进行比较.结果表明地震作用下边坡位移和加速度最大值均出现在边坡中上部,稳定性总体显著降低,局部时段存在安全系数增高现象,与实际相符合.     

根据材料力学性质进行土坝边坡的位移分析

在边坡稳定问题中，一般的安全系数概念不能正确评价动荷载下土坝边坡的特性。这一特性更适合于用主要荷载条件下边坡体产生的相对位移来进行度量。当稳定分析中计算了由地震地面运动所产生的惯性作用力时，目前仍广泛用于土体边坡抗震的设计方法通常还包括抗滑安全系数的简单计算。拟静力分析法的问题在于它忽略了位移将沿滑动面产生的可能性，此外，在无限时间条件下，地震荷载可视为作用在一个固定方向。实际上，沿着滑动体破坏面     

基于点面接触的三维结构地震接触模拟

工程结构包括拱坝、岩质边坡等在强地震作用下可能沿结构面、节理面等产生滑移,对接触面的模拟关乎结构抗震安全评价的可靠性。本文针对结构在地震作用下接触面产生较大滑移的情况,提出采用点面接触模型和动接触力模型进行模拟。推导了适于点面接触的动接触力模型公式;采用主从接触算法,通过全局搜索缩小搜索范围,在局部搜索层次基于内外算法确定接触点对,避免经典点面算法中存在的盲区问题,提高搜索判断的精度和效率。采用经典楔形体稳定问题对本文模型进行了验证,通过施加地震激励研究其动力稳定性,并将点面接触和点点接触的计算结果进行比较,发现前者获得的结构响应大于后者,且其差异随着地震加速度幅值的增大而增大。进一步将该模型应用于拱坝的地震响应分析,结果表明对于相对较小的地震,两种接触模型计算结果基本一致;但对于超强地震,横缝发生较大相对位移,点点接触模型的计算结果偏小,对应力值的低估更为明显。总的来说,对于结构在强地震作用下产生较大滑移的情况,采用点面接触模型可更好地反映实际情况。     

确定裂隙岩体渗透系数张量的一维环单元模型研究

裂隙岩体的渗透张量确定一直是渗流领域研究的重点。本文基于广义达西定律,提出一种新型空间一维环单元模型来计算三维裂隙岩体的渗透张量,该模型简化了以往复杂的三维面状流模型。通过解析法和数值模拟法对一维环单元模型的合理性进行验证,并利用面单元模型校核该模型的精度。结果表明：对于同一裂隙岩体,环单元模型计算得到的渗透张量,与现场压水试验校核过的数据相比,误差在合理范围之内,与面单元模型计算得到的结果相比,基本相同;环单元模型是一种可行、精度高且实用的简化模型,比面状流模型简单,在计算渗透张量时能极大地减小运算规模,优化了算法。研究成果可为确定裂隙岩体的渗透张量提供新思路。     

隧洞水荷载的静力计算

水荷载是水工隧洞的主要荷载.在隧洞静力计算中,通常把水压力作为边界力处理,而且没有考虑水荷载作用的时间因素.这种计算方法在某些情况下将导致较大的误差。本文建议的方法是把水荷载作为场力来处理,考虑水荷载与隧洞开挖及衬砌相对时间关系进行隧洞围岩及衬砌的静力计算.由于地质构造作用,岩体是裂隙介质,渗流场的计算考虑了岩体的这一特点,采用了相应的数学模型.静力计算视岩体为各向异性弹性介质,并考虑了节理裂隙的影响以及隧洞开挖、支护和衬砌施工与水荷载作用的相互时间关系.按上述原则编制出隧洞计算专用程序SJDI.程序中还附有在初应力场及渗流场作用下,计算隧洞分层开挖、分期支护时各个时段应力场及位移的功能.     

基于楔形体稳定方法的岩质边坡稳定分析

介绍了新疆某输水泵站工程的基本情况。根据泵站开挖出现的3个边坡裂隙发育情况,采用赤平投影法搜索出岩质边坡不稳定块体,考虑岩质边坡节理裂隙构造,采用楔形体稳定计算软件,计算了岩质边坡楔形体及上覆破碎岩体的稳定性,得出了楔形体及破碎岩体的稳定安全系数。通过计算分析,泵站周边坡在各个工况下整体稳定性较好,块体稳定及变形破坏问题不突出。根据计算结果,同时考虑工程安全储备,提出了岩质边坡的支护措施。     

单一闭合中心裂隙对岩石单轴压缩破坏特征的影响

利用颗粒流软件模拟了含单一闭合中心裂隙岩石的单轴压缩数值试验,分析了裂隙宽度、闭合裂隙长度、摩擦系数和倾角对裂隙岩石破坏特征的影响。结果显示裂隙闭合与否对裂隙岩石的强度和破坏特征存在影响;裂隙长度越小,裂隙摩擦系数越大,裂隙倾角越接近于0°或者90°时,裂隙岩石破坏特征越接近于完整岩石状态。翼型裂纹和次生裂纹的扩展形成了岩石的贯通破坏面,其中翼型裂纹表现为Ⅰ型断裂扩展形成贯通破坏面,次生裂纹表现为Ⅱ-Ⅰ型断裂扩展形成贯通破坏面。     

高土石坝在多点输入下的地震反应分析

本文对双江口土石坝在多点地震动输入下的地震反应展开分析研究,分析的主要内容包括大坝的损伤值、加速度反应、动剪应力及永久位移反应.分析表明:坝顶处的加速度反应比坝基处的加速度反应明显增大,说明在地震波作用下土石坝坝顶处地震反应有放大效应;多点地震动输入下坝体的永久位移在靠近坝顶的地方均呈增大趋势,用最大剪应力面法计算的永久位移结果要小于水平剪应力面方法计算所得.