某水电站拱肩槽高边坡稳定性工程地质分析判断和有限元分析

为了合理确定某水电站拱肩槽高边坡的开挖坡比,正确评价其稳定性。文章通过现场地质原型调研对拱肩槽高边坡工程地质条件进行定性和定量分析,采用数值模拟计算分析了人工高边坡在自重应力和构造应力场作用下开挖后的应力场和位移场的变化趋势,以及不同工程部位的变形破裂特征,得出了人工边坡在叠加构造应力场作用后,较在自重应力场作用下坡体的应力有所增加,位移增加较大,但总体相差不大;工程边坡开挖后,虽然坡体应力重分布,在坡面和层间错动带附近有拉应力分布,坡脚会出现剪应力集中现象,但坡体的整体位移量不大,无大范围破坏区出现,仅在开挖面及岩体断层带附近发生局部松弛和破坏,工程边坡整体处于稳定状态的结论。     

类土质边坡的基本特性的探讨

类土质边坡是由岩体风化而成的,保留或部分继承了原岩的结构面等其它岩体特征,稳定特性明显区别于均质土边坡及岩质边坡的边坡。类土质边坡坡体具有特殊的稳定特性、破坏方式和加固要求。由于类土质边坡的变形面复杂,仅以少数圆弧面不足以确定它沿那一条软弱面失稳,往往导致边坡垮塌事故。     

岩质高边坡弯曲倾倒变形分析和破坏机理研究

弯曲倾倒常发生在反倾层状岩质边坡中,岩体表现出类似于“叠合悬臂梁”的破坏特征,呈此类破坏模式的边坡有可能会演化成为大型滑坡。以厄瓜多尔德尔西水电站左岸边坡为例,详细介绍了其地质、地貌特征,分析了施工过程中的相关监测数据。典型的反向陡倾岩体结构和特殊的岩性组成（薄层片麻岩）是该边坡发生弯曲倾倒的先决条件,而工程开挖、强降雨等外界因素触发并加剧了岩层的变形。基于离散元的数值模拟结果显示,边坡1493 m高程以下的岩体开挖会导致整个边坡发生深层的弯曲倾倒失稳。岩层变形表现出较为明显的柔性特征,倾倒体内部会发育出反向屈曲的二次折断面。边坡内塑性区的演化能够反映岩体破损区域的发展过程,最大剪应变和拉应力分布均显示倾倒破坏面呈倾角为21°的近似直线型。最后,控制边坡底部高程的开挖高度和角度能够有效降低倾倒变形的程度。     

砂卵砾石地层中厂房基坑排水系统的设计和施工

在地下水位较高的砂卵石地层中进行基坑开挖时,由于坑内外的水位差大、地层的渗透系数高,要将基坑内的地下水位降低到建基面以下存在很大的难度.同时,在降低地下水的过程中易产生流沙、管涌等渗透破坏现象,甚至导致开挖边坡失稳或基坑建基面破坏.本文以巴基斯坦真纳水电工程为例,探讨在砂卵石地层中进行基坑开挖的降水设计和施工.     

基于物质点法模拟分层加筋边坡离心模型试验北大核心CSCD

加筋土边坡的破坏涉及大变形问题,传统的有限元法由于网格畸变带来的数值问题,难以模拟加筋土边坡的破坏。目前关于加筋土边坡破坏的数值模拟研究比较少。物质点法适合模拟大变形的问题。而如何使用物质点法模拟筋材和土的相互作用是一个挑战。本文借鉴杂交物质点有限元法的思路,编写程序模拟了加筋土边坡破坏的离心模型试验。离心试验加速度增加过程中土工布的最大应变、加筋边坡破坏时的滑动面位置、滑体形状模拟结果与试验结果基本一致,边坡最右侧竖向应力模拟值与理论估计值吻合,较好地模拟了加筋边坡的主要特征,验证了方法的可行性,是使用物质点法模拟加筋土大变形问题的一次成功尝试。     

基于FLAC/Slope模拟分析输电线路塔位边坡的开挖稳定性

塔位边坡的稳定性是输电线路基础设计考虑的一项重要内容。基于强度折减理论采用FLAC/Slope软件建立了输电线路典型塔位边坡的有限元分析模型,数值模拟了塔位边坡分步开挖施工过程,对各施工阶段的稳定性进行了评价分析,特别考虑了边坡稳定系数随边坡开挖步的变化规律。结果表明塔位边坡的坡脚或坡体分层处存在较大应力集中,且施工开挖步是影响边坡稳定系数变化的重要因素。     

深圳地区输电线路边坡病害类型分析

深圳地区降雨充沛,地质条件脆弱,在丘陵山地密集建设的输电网沿线存在大量边坡隐患及病害,本文基于深圳地区500kV鹏深甲乙线和220kV丽腾甲乙线共120处隐患杆塔边坡的调查分析,将输电线路边坡隐患及病害分类划分为基本稳定(含填方边坡和挖方边坡2个子类)、坡体病害(含坡表水土流失、坡体局部崩塌、边坡整体滑动、库岸边坡冲刷4个子类)和结构缺损病害(含排水不畅、支护破损、塔腿临空3个子类)共3大类9亚类;并得出强降雨条件下深厚的岩土风化壳及边坡开挖弃土是坡表水土流失、坡体局部坍塌及边坡整体滑动等边坡病害的主要原因,人类工程活动和库岸边坡冲刷加剧了该类边坡病害的发生概率;输电杆塔边坡周边截排水沟堵塞或防护结构劣化是常见的边坡防护结构缺损病害,杆塔基础设计或施工中未预留足够的安全距离,造成塔腿临空需要重点监测或开展必要的处治。     

某选煤厂主洗车间基坑边坡稳定性破坏分析

基坑土方开挖过程中北侧边坡出现裂缝,导致北侧基坑出现失稳。利用理正超级土钉软件,对本工程基坑北侧土钉墙支护进行验算,基坑实际开挖过程进行校核、验算;采用有限元软件ABAQUS建立基坑北侧开挖有限元模型,计算基坑开挖过程中失稳的临界状态及基坑顶部的变形趋势。通过以上分析表明,施工单位在上层土钉注浆体及喷射混凝土面层未达到设计强度70%的情况下即开挖下层土方,且开挖深度、长度均不符合原设计要求,是造成基坑北侧边坡出现裂缝的主要原因。     

云南泥岩边坡塌滑变形机制及工程措施探讨

本文从泥岩的工程特性出发,分析了泥岩边坡塌滑变形机制,提出和总结了泥岩地区边坡开挖的工程应对措施。     

用加速度方法计算隧洞的安全系数

地下隧洞的破坏面和破坏方式与常规边坡不同，所以边坡稳定分析中经典的方法难以直接应用到地下隧洞的稳定分析中。文章引申了加速度计算的思路，结合强度折减的概念，提出了以加速度的模最小为条件来计算隧洞破坏面安全系数的方法。并且采用以极坐标表示的光滑连续曲线来构造破坏面，用连续蚁群算法搜索最小安全系数和临界破坏面，从而提出了基于加速度方法计算隧洞安全系数的新的思路。这种方法概念明确，且与边坡安全系数计算具有相同的理论基础。算例计算也表明了它的有效性。     

基于声发射技术的含初始缺陷混凝土破坏分析

初始缺陷对混凝土的变形和破坏特性有着重要的影响。本文对含有不同尺寸、不同倾斜角度初始缺陷的混凝土试件进行单轴压缩试验,并基于声发射技术分析混凝土的变形和破坏特性。试验结果表明：（1）与完整试件相比,含有初始缺陷的混凝土试件对应的峰值应力和峰值应变均减小,应力应变曲线在加载初期表现出较为明显的上凹趋势,卸载段曲线更为平缓,但是残余强度的变化没有明显规律。（2）含有初始缺陷的混凝土试件破坏过程可分为4个阶段：裂缝萌生、扩展、聚结、贯穿破坏。（3）当初始缺陷的倾斜角度为0°和90°时,混凝土试件主要以拉伸破坏为主,当初始缺陷的角度为30°、45°和60°时,混凝土试件沿着初始缺陷方向发生剪切破坏。     

地质灾害对超高压输电线路杆塔杆件失效影响分析

地质灾害容易导致输电线路杆塔基础发生移动和变形,造成杆塔结构失效甚至损毁,严重影响输电线路的安全稳定运行。针对地质灾害导致的某500 k V杆塔结构受损问题,提出一种基于第四强度理论的判断杆件失效的方法,可准确判断杆件失效部位和失效程度。利用ANSYS软件建立杆塔精细化有限元模型,施加地质灾害下各工况塔基约束条件,基于失效判据对杆塔应力进行分析。结果表明:塔基沉降量达29 mm时,塔腿上横隔面交叉材屈曲失稳;沉降量达76 mm时,塔腿主材失效。塔基沉降和倾斜对杆塔破坏最为严重,塔基侧滑对杆塔影响较小。根据塔材失效的特点,提出杆塔结构加固及灾害监测与预防的建议,结合工程实际,为地质灾害下杆塔的稳定性分析及处理提供一定的指导作用。     

500kV输电杆塔结构抗风极限承载力试验研究

为研究强风荷载作用下高压输电塔结构的极限抗风承载力和破坏机理,以风灾中遭到破坏的代表性500kV输电塔为原型,设计制作了典型塔段的缩尺结构模型,进行了等效风荷载作用下的静力加载破坏全过程试验。试验结果表明,结构破坏源于主材的弯扭失稳;在加载全过程中,交叉斜撑平面外变形呈现出不断增大的趋势。针对上述特征,基于原有模型,在其交叉斜撑节点位置增设了横隔面,并按原有加载规则进行了全过程加载,以考察这种改进之后结构体系的受力性能。研究发现,结构的破坏依然由主材屈曲引起,但其失稳模态由弯扭失稳趋向弯曲失稳;同时,交叉斜撑的面外变形得到了有效控制。对比结果显示:结构抗风极限承载力提高幅度达到22.1%。由于横隔面的存在,主材角钢失稳模态中扭转效应对临界承载力的不利影响被大幅降低,交叉斜撑面外变形对结构整体稳定的不利效应被显著抑制,结构的整体受力模式更趋合理,从而表明设置横隔面后的结构受力性能得到全面改善,其极限承载力和抗风性能得到了显著提升。     

220kV盐津变电所滑坡形成条件及成因机制研究

2005年7月,正在施工中的220kV盐津变电所北面斜坡发生滑坡,直接危及到变电所的安全,针对该滑坡的抗滑,采用了抗滑桩措施进行整治,累计增加工程费用约1000万元。文章在阐述该滑坡体岩土工程条件的基础上,分析了该滑坡的形成条件,包括坡体结构条件、下伏泥岩的工程特性、降雨条件、工程荷载因素。同时,分析了该滑坡的成因演化机制,认为该滑坡经历了蠕变、剪切、滑动破坏三个阶段,并且蠕变阶段塑性变形特征明显,具有较宽的塑性变形区域。     

山区复杂地形输电线路绕击跳闸率的研究

绕击是超高压、特高压输电线路雷击跳闸的主要原因,山区绕击跳闸率计算相对平原更为复杂。为提高山区线路绕击跳闸率的计算精度,在现场调研的基础上,利用蒙特卡罗法和改进的电气几何模型研究了山区复杂地形下输电线路的绕击特性,总结出了包括山顶、山谷、沿坡、爬坡、跨沟等各种典型的山区复杂地形下的绕击跳闸率计算模型,并且计算了各种典型地形下,不同坡度、不同沟深、不同杆塔高度的绕击跳闸率变化规律。本研究可为输电线路设计、改造和运行提供指导。     

土质心墙土石坝变形协调控制发展与展望

回顾了高心墙坝历史上出现的心墙渗透破坏和水力劈裂、坝顶纵向裂缝等主要事故,探讨了事故的可能原因,提出了注意岸坡基岩约束、快速蓄水的影响及严格控制坝壳密度等变形协调控制要求。分析了心墙坝变形协调有关的相互作用及其三维特性和长期特性,提出了岸坡约束差异变形水力劈裂机理和顺岸坡变形协调性判据。总结了心墙坝变形协调控制的认识转变、预测能力和控制手段发展过程,梳理了变形协调控制要求由表面沉降变形协调向表面沉降协调和内部沉降变形协调联合过渡,再从空间变形协调向长期空间协调发展的技术脉络,对进一步技术发展作出了展望。     

山区特高压交流输电线路用边坡塔的设计

雷电绕击是特高压线路发生故障的主要原因,特别在山区走线时由于雷电活动频繁,大地屏蔽作用差,雷击跳闸率更高。为降低特高压线路雷电绕击跳闸率,提出一种适用于山区特高压交流单回输电线路的边坡塔。与常规酒杯塔相比,边坡塔将两相导线横担布置在下山坡侧,降低了下山坡侧导线对地高度,通过电气几何模型法计算得出绕击跳闸率大大降低;同时通过结构受力分析、电磁环境比较、工程造价对比,表明了边坡塔的多方面优势,该塔型适用于多雷山区特高压单回路输电线路,为山区特高压交流线路的防雷设计提供参考。     

钢管角钢组合塔节点板的破坏模式分析

依据已通过合理性验证的有限元计算模型,对钢管角钢组合塔K型节点板进行了有限元参数分析,重点研究了几何参数对此类节点破坏模式的影响及其破坏机理。通过分析得出:钢管角钢组合塔节点板在受压作用下,当节点板厚度和角钢厚度之比α>1.2时,角钢先于节点板发生失稳破坏;当钢管管壁较薄,且节点板厚与钢管壁厚相同或大于钢管壁厚,出现节点板与钢管交界处发生过度塑性变形导致的失稳破坏;当节点板厚度和角钢厚度之比α<1.2时,发生节点板平面外失稳破坏。