有软弱夹层的岩基上混凝土坝抗滑稳定的刚塑性极限平衡分析

原文用刚塑性极限平衡理论,分析了夹层坝基临界破坏的极限平衡状态,提出了有软弱夹层的岩基上的混凝土重力坝抗滑稳定公式(被动抗力法),用来改进和完善剛体极限平衡法,这种尝试是可取的,并且已取得了一定的成果,有一定的应用价值。现就下列几点,提供讨论: (一)原文中对坝基临界失稳时,将坝体滑动面上的岩体分为两个区域:弹性区域(刚性区域)和塑性区域.刚性区与塑性区的边界线为滑动线,刚性区域的抗滑稳定问题可用刚体极限平衡法来分析,塑性区的稳定问题由塑性极限分析方法来计算。     

坝基深层抗滑稳定可靠度分析蒙脱卡罗方法

通过非线性有限元分析具有软弱夹层的重力坝坝基滑动破坏过程和失稳机理，论证了尾岩抗力体第二滑裂面应向下游倾斜，而不宜简单地取为直立。按建议的失稳模式，导出了主滑动面处于极限平衡的功能函数和状态方程。鉴于功能函数的复杂性，推荐应用改进的抽样蒙脱卡罗方法求解失效概率和可靠度。     

横向荷载下桩侧浅层土体的极限抗力上限分析

基于塑性极限分析中的上限定理,利用对数螺线夹层破坏机制推导出了考虑水平地震作用受横向荷载下的桩侧浅层土体的水平极限抗力公式,最后根据序列二次规划算法对问题进行优化求解。数值计算结果表明,所提出模型的计算结果与Matlock法和Sullivn法非常接近,证明了所提方法的合理性;水平地震系数对桩侧土体极限抗力有较大的影响。该方法可为桩侧浅层土体极限抗力的设计研究提供参考。     

增加具有软弱夹层的坝基抗滑稳定性措施的研究

一、概述具有软弱夹层的坝基,由于夹层的抗剪强度指标极低,通常均需进行加固处理,以满足抗滑稳定要求。夹层坝基的抗滑稳定分析,一般按刚体平衡法、有限单元法和模型试验等方法进行。利用刚体平衡法中被动抗力法计算时,坝基的抗滑稳定安全系数K可由图1按下式求得。     

重力坝两种滑移失稳机理及安全度评价方法

结构面对坝体抗滑稳定极为不利,尤其是当坝基存在多组结构面,其深度、范围、厚度等因素均对坝体稳定具有较大影响。本文针对工程实际中两种常见的滑移模式,即缓倾角结构面产状平缓的水平滑移模式和结构面倾角较大的倾斜滑移模式,采用弹塑性有限元强度储备系数法模拟重力坝渐进破坏过程,应用各向异性节理材料模拟坝基中的岩层、泥化夹层、断层等地质缺陷,探讨了重力坝深层滑动的失稳机理、破坏模式及极限承载力。两个典型工程实例的研究分析表明,两种滑移模式的重力坝失稳机理均表现为首先沿结构面滑动,直至尾岩抗力体压碎或者隆起失效时坝体达到其极限承载力。最后根据重力坝深层滑动失稳机理及其破坏模式,建议了与其配套的安全度评价方法。     

含缓倾角软弱夹层坝基的预应力加固

本文首先闭述了含缓倾角软弱夹层(倾角小于25°)坝基的受力持征和破坏机理。其次从预应力加固软弱夹层和坝基岩体两个方面,以夹层破坏范围较小、抗滑稳定安全系数较高、坝基岩休应力状态较好、坝体位移较小及方便施工为原则,根据有限元计算成果,分析和验证了合理的预应力锚固位置及锚固倾角。     

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。     

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。     

有限元超载法在坝基抗滑稳定分析中的应用

某碾压混凝土重力坝坝基内存在泥化夹层和软弱夹层,对坝基稳定不利,为此拟采用不同密度的锚杆对坝基进行加固。应用非线性有限元超载法对该坝4号坝段在不同工况下的坝基深层抗滑稳定性进行了数值分析,得到了坝基在加固前后的渐进性破坏过程。以坝踵拉剪塑性区与泥化夹层贯通作为坝体抗滑失效标准,确定了各工况下的坝基超载安全系数,进而根据稳定性及经济性要求选择了最佳加固方案。     

混凝土重力坝深层抗滑稳定的试验研究

本文结合安康水电站中孔坝段深层抗滑稳定试验实例,探讨了软弱夹层上混凝土坝抗滑稳定试验的原理和方法,叙述了有关试验技术问题.通过多组试验,给出了安康中孔坝段不同方案的抗滑稳定安全度,并对坝基软弱夹层处理方案提出了改进意见.随着水利事业的发展,在有软弱夹层的岩基上建造混凝土坝日益增多.按1975年初步统计,国内有此情况的大中型混凝土工程就有90余座.坝基存在软弱夹层对大坝的抗滑稳定带来很不利的影响,甚至威胁大坝的安全.因之,已是当前水工设计上急待解决的课题之一.目前在混凝土坝深层抗滑稳定的分析中,一般采用下述三种方法:刚体极限平衡法、有限单元法和结构模型试验法.第一种方法概念清楚,易于掌握、可以手算,故不论工程规模,均可用它计算;缺点是不能考虑岩体受力后所产生变形的影响.采用第二种方法可以标出地基受力后的应力及位移场,能够反映坝基软弱夹层内可能产生的局部破坏情况;但尚未能考虑夹层中材料的塑性及流变性,有时还受设计程序的合理性和计算机容量的制约.结构模型试验则可较好地解决复杂地基和三向整体抗滑稳定的问题,能给出坝基的应力位移情况,可直观地看出大坝失稳的过程,便于分析大坝的滑动破坏机理;其缺点是受模型材料的模拟正确性与外力作用的相似性的影响.三种方法各     

葛洲坝坝基软弱夹层的保护与检查

本文主要介绍葛洲坝坝基软弱夹层运行状况及国内首次采用的组装式过滤体的工作性态,进一步说明葛洲坝坝基防渗效果良好,排水减压作用明显,过滤体对软弱夹层起到了有效的保护作用,过滤体可以长时间使用.幕后扬压力明显降低,基础渗流状态规定,没有出现地基渗透破坏现象,葛洲坝坝基运行正常.     

葛洲坝坝基软弱夹愉的保护与检查

本文主要介绍葛洲坝坝基软弱夹层运行状况及国内首次采用的组装式过滤体的工作性态，进一步说明葛洲坝坝基防渗效果良好，排水减压作用明显，过滤体对软弱夹层起到了有效的保护作用，过滤体可以长时间使用。幕后扬压力明显降低，基础渗流状态规定，没有出现地基渗透破坏现象，葛洲坝坝基运行正常。     

设计复查在铜街子水电站工程中见成效

本文介绍了铜街子水电工程设计优化的主要情况。着重论述了坝基具有缓倾角软弱夹层合理的计算及坝基处理方法;强调正确选用坝基力学参数;提出用强度储备系数的等安全因数法衡量大坝稳定安全度较合理,计算中应针对坝基软弱夹层的性状采取合理的计算方法;采用高压旋喷水泥灌浆的新工艺,可以大量置换夹层中软弱颗粒,从而改善坝基条件。就铜街子水电工程而言,放弃了坝基深挖齿槽方案,取得了较大技术、经济效益。     

关于重力坝坝基有软弱夹层时极限滑动稳定的讨论——力系平衡法

关于坝基有软弱夹层的重力坝的抗滑稳定计算,是重力坝设计中的一个重要问题,国内很重视这方面的研究,水利水电技术1979年第7期曾介绍这方面的理论及发展方向。并介绍目前进行的三种通常计算方法:被动抗力法,等稳法和剩余推力法。均是按极限平衡理论推导的公式。这三种方法共同之处是均借用坝下址垂直面上的抗力Q,因Q的不同处理方法,产生各种不同的计算结果,如与水平线夹角往往作一些假定,才可求得方程式的解。笔者认     

减沉疏桩支撑路堤结构中路基填土抗力分析

为研究减沉疏桩支撑路堤结构中填土抗力与疏桩刺入稳定问题，将桩体向上对路堤填土的作用看作倒置的浅基础对地基的作用，分别采用Ｖｅｓｉｃ极限承载力理论和Ｍｅｙｅｒｈｏｆ－Ｈａｎｎａ冲剪破坏理论，建立极限状态下均质路基与路基－垫层双层路堤结构的填土极限破坏抗力计算模型；同时，考虑正常工作状态下路基填土抗力的发挥，基于孔穴扩张理论建立了桩顶荷载反作用时路基填土局部塑性开展时的抗力分析模型。计算结果表明，填土力学性能（ｃ、φ）的提高和基底灰土垫层或加筋碎石垫层的设置有利于其抗力的提高和路基的局部刺入稳定。     

基于有限元超载法的重力坝深层抗滑稳定分析

利用ABAQUS有限元分析软件,建立考虑基岩岩体软弱夹层结构面力学特性的二维重力坝深层抗滑稳定弹塑性计算模型。采用超载法进行水工混凝土重力坝深层抗滑稳定分析,通过观察塑性区是否贯通、计算收敛的情况得出各自的深层抗滑稳定安全系数,与用规范规定的刚体极限平衡法得到的计算结果进行对比。结果表明:①随着实践经验的不断积累,基本形成初步共识:以刚体极限平衡法计算的安全系数为安全度的主要判据,同时将有限元计算的坝体、地基的应力、位移值、超载系数Kp等作为辅助判据,综合衡量坝的稳定安全度;②通过有限元计算,坝趾处的塑性区扩展方向及第三主应力扩展方向一般是倾向下游的,可作为刚体极限平衡法中第二滑裂面的倾向;③现行规范规定的刚体极限平衡法计算在实际应用时存在较大的局限性,通过分析可知,针对复杂坝基情况,可采用有限元计算方法来研究其抗滑稳定性。     

具有软弱夹层的坝基深层失稳模式的改进

对重力坝设计规范中坝基深层抗滑稳定计算模型提出改进意见,建议坝基主滑动体与抗力体间界面--第三破裂面倾角选用非直立的坝基深层失稳模式,并导出了新的计算公式,编制了相应的电算程序,计算分析坝基深层抗滑稳定安全度.第三破裂面倾角根据坝基深层抗滑稳定最不利的情况确定.     

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。     

坝体材料非线性对坝基深层抗滑稳定影响分析

结合亭子口水利枢纽升船机上闸首坝基深层抗滑稳定研究,采用非线性有限元法对坝基软弱夹层及抗滑齿槽受荷破坏过程进行了计算分析。为考证齿槽周边坝体混凝土是否会先于软弱夹层屈服,考虑坝体材料为非线性本构关系,并将计算成果与坝体材料为线性本构关系的结果进行比较,分析认为坝体为非线性材料时计算出来的安全系数较小。计算表明,升船机上闸首在设置抗滑齿槽后,整个坝基系统的安全系数较高,坝基深层抗滑稳定是安全的。     

用弹粘塑性有限元法分析岩基上混凝土坝的抗滑稳定问题

目前,许多工程都使用弹塑性有限元方法来分析基础中有软弱夹层的混凝土坝的失稳过程和安全度。然而计算结果表明:由于在用这种方法求出的荷载与位移的关系曲线上,临界荷载的位置往往难以确定,同时从应力成果也很难看出坝基中塑性区的发展以及塑化带逐步贯通的明确过程,因而难以为设计提供准确的安全系数。 本文建议用弹粘塑性有限元法求解抗滑稳定安全系数。在简述弹粘塑性有限元理论的基础上,本文把弹粘塑性本构关系作为非线性应力的计算手段引入坝体及其基础的抗滑稳定分析中,并把计算结果和弹塑性方法的结果进行了比较。比较表明:在用弹粘塑性方法求出的荷载与位移的关系曲线上,一旦超过临界荷载,对荷载的微小增量来说,位移增长幅度明显,因而能够为设计提供较精确的安全系数值,同时该法求出的塑性区及塑化带的发展贯通过程也更为合理。