重力坝深层抗滑稳定问题浅析

简要论述了重力坝深层抗滑稳定问题的特点、破坏机理、抗剪 (断 )强度参数选择、抗滑稳定计算方法及稳定安全度的判据。文中对刚体极限平衡法及非线性有限单元法计算的安全度判据提出见解 ,以供讨论与参考。     

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。     

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。     

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。     

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。     

重力坝深层抗滑稳定失稳判别标准探讨

深层抗滑稳定是重力坝设计中的重要问题。传统的刚体极限平衡法虽然计算简单且有丰富的工程实践,但无法分析坝基的破坏发展过程。数值分析可以模拟坝基应力、变形和破坏机理,在深层抗滑稳定分析中逐步得到广泛应用。基于有限单元法和有限差分法,通过强度折减分析重力坝深层抗滑稳定,探讨了不同失稳判别准则下稳定安全系数的差异性。以葛洲坝水利枢纽为例,采用有限单元法和FLAC3D显式差分法进行了重力坝深层抗滑稳定分析。结果表明,采用塑性区贯通判别准则进行抗滑稳定分析可行有效,控制标准可取为塑性区达到建基面宽度的15%。研究成果可为重力坝深层抗滑稳定设计提供参考。     

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。     

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。     

基于可视化编程的混凝土重力坝深层抗滑稳定分析及影响因素探讨

由于坝基很少是完整的岩体,常常有若干条节理、裂隙或断层将坝基岩体切割成块,并形成连续的滑动通道。因此,对混凝土重力坝进行抗滑稳定计算就显得尤为重要。文章借助于VB计算机语言,编写了基于刚体极限平衡法的重力坝深层抗滑稳定计算可视化程序。运用该程序对混凝土重力坝工程挡水坝段进行了计算分析,得出坝基深层抗滑稳定安全系数。并运用ANSYS有限元分析软件进行有限元计算,将二者结果进行对比分析,来验证所编程序的可靠性。最后对影响坝基抗滑稳定因素进行敏感性分析,提出坝基加固措施。     

基于强度折减法的重力坝坝基软弱结构面失稳判据研究

以某混凝土重力坝坝基失稳问题为例,采用非线性有限元强度折减法,对三种典型的失稳判据进行数值计算研究,并与传统的刚体极限平衡法计算结果进行对比,讨论各种失稳判据的合理性及其适用性。研究结果表明:采用收敛性判据误差相对较大,采用特征点位移突变和塑性区贯通作为失稳判据所得安全系数与刚体极限平衡法所得安全系数较为接近。验证了位移突变判据和塑性区贯通判据的合理性。建议在强度折减法的重力坝坝基失稳分析中联合使用位移突变判据和塑性区贯通判据。     

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.     

马马崖水电站溢流坝段三维深层抗滑稳定分析

复杂地基上重力坝的抗滑稳定问题一直是设计人员关注的重要问题。针对马马崖一级水电站 的复杂地质条件,分析了重力坝河床坝段群潜在的滑移模式,建立了坝体和坝基的三维有限元模型,利 用有限元应力代数和法和刚体极限平衡法对该溢流坝段的抗滑稳定进行了分析,研究了左岸非溢流坝 段与河床溢流坝段之间接触面黏聚力对大坝抗滑稳定的影响,同时分析了上下游岩体对坝段抗滑稳定 的影响。结果表明:采用应力代数和法计算出的抗滑稳定系数要比刚体极限平衡法得到的抗滑稳定系 数小;坝段之间横缝灌浆的黏聚力对河床坝段群的抗滑稳定具有重要的影响,考虑横缝灌浆的黏聚力作 用后河床坝段群的抗滑稳定性能满足规范要求。计算结果为马马崖一级水电站大坝的抗滑稳定处理措 施设计提供了参考。     

苏阿皮蒂重力坝深层抗滑稳定分析研究

针对重力坝坝基存在缓倾角软弱夹层的深层抗滑稳定问题,利用刚体极限平衡法分析软弱夹层的埋深、位置及倾角对深层抗滑稳定安全系数之间的影响规律。以苏阿皮蒂水利枢纽为例,根据《混凝土重力坝设计规范》,采用“等安全系数法”进行深层抗滑稳定计算,并提出在坝址处设置混凝土深齿槽,切断软弱夹层,以提高坝基的深层抗滑稳定性。结果表明,坝基经加固后的抗滑稳定安全系数满足规范要求。     

重力坝抗滑稳定问题分析

本文通过对重力坝的稳定分析，提出重力坝抗滑稳定的深层抗滑稳定特点、破坏模型、计算方法和安全度判据。     

混凝土重力坝深层抗滑稳定分析法——刚体整体位移法

用刚体整体位移法来分析混凝土重力坝的深层抗滑稳定,是基于刚利极限平衡基本原理,又吸收了非线性有限元分析的特点提出的一种改进方法。这种方法特别适用于基础有软弱夹层,并能用来计算有各种工程措施的坝体抗滑问题。用程序来实现这种计算是很方便的,计算所需数据工作量不大,计算结果可用于工程设计,是分析重力坝深层稳定的简便方法之一。     

基于坝—岩基—水耦合解析的坝肩动力稳定分析

为了模拟三维状态下坝、岩基、库水的动力相互作用机理,研究提出了基于坝—岩基—水耦合的三维有限元分析方法。通过分析坝—岩基—水耦合动力相互作用理论,给出了坝—库水体的耦合条件、坝—岩基—库水的边界条件以及地震时粘性边界的分析方法。以某拱坝工程为实例,应用耦合三维有限元方法计算了拱坝及滑裂面应力分布,采用有限单元法和刚体极限平衡法,计算了坝肩各处的抗滑稳定安全系数。结果表明:最大拱向应力、梁向应力均出现在下游面,分别为1.43 MPa、1.50 MPa,在材料可承受的范围内。通过有限元法计算得到的拱坝坝肩岩体抗滑稳定安全系数为2.78~3.23,通过刚体极限平衡法计算的抗滑稳定安全系数为2.89~3.43,两者相差很小,说明该计算方法是有效的。研究成果可为拱坝坝肩抗滑稳定分析提供参考。     

基于双滑面模型的混凝土重力坝深层抗滑动力稳定分析方法

地震作用下混凝土重力坝的深层抗滑稳定是设计关心的问题。应用刚体极限平衡方法,并与有限元相结合进行重力坝深层抗滑稳定动力分析,制定了相关的计算流程:①通过黏弹性地基模型考虑地基岩体的辐射阻尼效应;②通过不同岩体中地震波速的分段处理确定入射波在不同岩体中的传播时间,从而考虑岩层的不均匀性;③应用直接计算截面内力的方法提取有限元结果中的滑动力和阻滑力,并采用规范给出的抗滑模型进行深层抗滑稳定分析;④通过敏感性分析确定了双滑面模型的2个关键参数,并比较了地基均匀性对结构变形和稳定的影响。基于上述计算流程,结合小南海重力坝工程实例,计算了地震作用下重力坝深层抗滑稳定安全系数,计算结果验证了方法的有效性,并与常规方法作了对比,其一致性较好。     

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。     

长顺碾压混凝土重力坝深层抗滑稳定分析

长顺重力坝坝基岩层倾向下游,倾角4°～8°,且有部分泥化的软弱夹层,因此,长顺重力坝的深层抗滑稳定问题是本工程需要重点研究解决的课题。刚体极限平衡法计算简捷方便,是设计规范规定的主要方法,本工程主要采用了这一方法,同时还采用平面非线性有限元法进行了复核。