重力坝深层抗滑稳定多滑面计算方法探讨（研究生论坛）

当重力坝坝基存在复杂深层缓倾软弱结构面时,滑裂面出现多滑面形式或滑移节点较大偏移坝址垂线,若直接按照规范以双滑面计算式列出各滑移体的算式求解安全度,存在两个问题：（1）建基面上水平荷载和铅直荷载在滑移体上的分配方法多样;（2）计算公式复杂,不利于迭代计算。该文将上部荷载分别按应力和重力进行分配,利用等安全度的思想简化计算公式,得到了分项系数和单一安全系数多滑面计算式。工程实例证明：（1）采用简化的多滑面计算式验算重力坝深层抗滑稳定安全度是可行的;（2）上部荷载按应力分配的计算结果较重力分配法偏于安全;（3）将多滑面简化为双滑面计算得到安全度偏大。     

含不同倾角结构面的重力坝坝基深层抗滑稳定研究

为研究存在不同倾角结构面时的重力坝坝基深层抗滑稳定问题,基于超载理论的地质力学模型试验,对含双倾斜结构面的某水利枢纽中的C#坝段进行破坏试验,得到坝基的破坏机理及超载安全系数Kp=3.0;采用有限元,对天然坝基存在的不同倾角结构面进行多种组合计算分析,得到含单倾斜结构面坝基超载安全系数Kc=2.6,双倾斜结构面坝基超载安全系数Kc=2.4。研究结果表明:对于含双倾斜结构面的重力坝坝基,模型试验与有限元计算所得的大坝破坏失稳过程相似,模型试验得到的超载安全系数略大于有限元计算所得超载安全系数;含不同倾角结构面重力坝坝基,其失稳滑动模式和破坏机理均不同。研究采用两种不同的方法进行对比分析,相互验证,揭示了含不同倾角结构面重力坝坝基深层滑动的破坏机理。     

重力坝深层抗滑稳定空间分析方法

本文根据楔形体抗滑稳定计算原理,运用刚体极限平衡法,导出了重力坝深层抗滑稳定空间计算公式。工程实践证明,当坝基内结构面走向和坝轴线有一定的夹角时,运用本文提出的空间方法进行坝基稳定分析是经济合理的。     

基于有限元法的重力坝双斜面抗滑稳定分析

对坝基含双斜面软弱结构面的某重力坝工程挡水坝段,以非线性有限元法进行静力荷载作用下的深层抗滑稳定研究.计算结果表明,当坝基内含有双斜面软弱结构面时,在超载过程中,坝体沿该双斜结构面向下游滑动,其中坝踵附近的软弱结构面最危险,坝趾下游结构面次之,判定超载安全系数K=3.0～4.0.并通过刚体极限平衡法对有限元计算结果进行...     

用真实抗剪断强度研究重力坝沿坝基面的失稳破坏过程

采用弹塑性力学有限元法,使用真实抗剪强度进行屈服判断,对于坝体高度,坝体混凝土与坝基岩体的弹性模量,坝基面的抗剪强度变化的多种情况,重力坝沿坝基面失稳破坏的机理与过程进行入较深入的研究,得出了一些可供今后经济安全设计重力坝和修订规范参考的结论。     

抗滑硐塞加固重力坝坝基的稳定分析

采用弹塑性有限元法，对采用混凝土抗滑硐塞加固缓倾角软弱结构面时重力坝坝基的失稳破坏过程进行了计算分析，并进一步对其稳定准则和审查方法进行了研究．     

鲁皂水库重力坝深层抗滑稳定性分析

修建在软弱地基上的重力坝,常在其下部设置抗滑齿墙以提高其抗滑稳定性.以鲁皂水库重力坝为工程背景,根据有限元计算的结果分析了坝踵设置齿墙的重力坝深层抗滑稳定性的变化规律.结果表明:抗滑稳定安全系数随着第2滑裂面起点从坝趾向下游移动的过程中先减小后增大,最小值发生在距坝趾10~20m范围内;第1滑裂面越平缓对抗滑稳定性越不利;当第1滑裂面刚好从齿墙底部滑过时对抗滑稳定性最不利;第2滑裂面的倾角对安全系数的影响与第1滑裂面侵入齿墙的深度有关.     

重力坝深层抗滑稳定极限状态函数的适用性

建立重力坝坝基深层抗滑稳定极限状态函数是进行可靠度研究的第一步,对已有4种极限状态函数进行比较研究,探讨其合理性.研究结果表明:根据剩余推力法、被动抗力法及等K法表达式建立的极限状态函数计算得到的可靠指标是一致的,3种极限状态函数可统一表达为安全系数极限状态函数,而以上、下游块等可靠指标为约束条件的等β法高估了双滑块模型的失效概率,以此来评价坝基深层抗滑稳定的安全度并不合理.     

修正的摩尔-库仑准则在重力坝深层抗滑稳定中的应用

针对修正后的Mohr-Coulomb准则采用基于Euler向后积分的自适应子增量本构积分算法推导得到的一致性切线刚度矩阵,以ABAQUS软件为平台,编制UMAT本构程序.进行了平面应变条件下单轴受压的数值验证后,用上述程序以强度储备系数法来验证了修正后的Mohr-Coulomb准则在重力坝抗滑稳定中的可靠性,结果表明编写的修正后的Mohr-Coulomb模型能够有效地反映重力坝深层抗滑破坏的特性,结果偏安全.     

预应力锚索在坝基抗滑稳定中的应用研究

文章结合贵州乌江沙沱水电站工程建基面上由于裂隙与倾向下游的岩层层面互相切割导致岩体整体松动的治理案例,详细阐述了预应力锚索在解决坝基深层抗滑稳定中的锚索设计方法、锚索布置方案、施工技术、施工流程及关键工艺参数.经分析可知与钢管桩和钢筋桩等处理措施相比,预应力锚索应用于坝基深层抗滑稳定中施工工程量少很多,同时能在最大限度上保证坝体的完整性,采用该技术能做到施工工序明确、施工质量有保证,工期更加独立可控,抗干扰性强,造价较传统措施要低30%~45%,总体经济效果明显.     

基于流-固耦合的强度折减法在重力坝抗滑稳定分析中的应用

对传统强度折减法计算流程进行分析,指出了其中存在的不足,即对渗流的考虑不够充分.为弥补此项不足,从H-M耦合机理出发,推导了渗透系数与体积应变之间的函数关系,从而实现了H-M完全耦合.借助ABAQUS软件子程序USDFLD的二次开发,实现了H-M耦合与强度折减法的结合.以一个典型的重力坝双滑面稳定问题为例进行了对比分析,揭示了渗流对于重力坝稳定性的影响不可忽视.最后,对某重力坝单坝段进行了考虑H-M耦合的强度折减计算,得到了该坝段的渐进破坏过程和强度储备系数.     

清江高坝洲大坝的抗滑稳定分析

应用三维有限元方法对清江高坝洲水电站溢流坝段的应力和位移进行了计算 ,着重分析了剪切带对应力和位移的影响 ,同时对溢流坝沿建基面及基岩内剪切带的抗滑稳定进行了分析 ,得出一些初步结论     

复杂地质条件下高拱坝整体稳定研究与软弱结构强度弱化效应影响分析

锦屏一级高拱坝坝高库大,坝址区地质条件复杂,坝与地基整体稳定问题突出。工程蓄水运行后,坝肩结构面及软弱岩体的强度在高应力、强渗压的长期作用下将降低,对拱坝整体稳定更为不利。为评价加固后工程安全性,由水岩耦合三轴试验得到各软弱结构面强度在不同条件下的弱化率,并在此基础上采用综合法地质力学模型试验。由于试验技术限制,对结构面无法实现分区降低破碎带及影响带强度,综合各方面因素,模型试验最终采用破碎带统一降强30%的弱化方案。针对软弱结构面强度弱化效应对整体稳定的影响,采用三维非线性有限元软件对破碎带统一降强30%（方案一）和破碎带及影响带分区降强（方案二）进行计算分析,通过对比两方案计算结果,正常工况下方案二坝体变位较方案一增加幅度约-0.2%~2.24%,坝肩变位值较方案一增加幅度约-2.35%~1.72%,超载工况下坝体变位增加幅度约-4.68%~9.23%。两方案下坝体及坝肩抗力体变位、破坏过程及机理规律相似,量值相近,且试验与计算成果相近。综合分析认为,锦屏一级拱坝模型试验采用在破碎带统一降强30%来模拟破碎带及影响带分别降强是合理可行的,试验成果是可靠的。     

用真实抗剪断强度研究重力坝沿坝基面的失稳破坏过程

采用弹塑性力学有限元法,使用真实抗剪断强度进行屈服判断,对于坝体高度、坝体混凝土与坝基岩体的弹性模量、坝基面的抗剪强度变化的多种情况,重力坝沿坝基面失稳破坏的机理与过程进行了较深入的研究,得出了一些可供今后经济安全设计重力坝和修订规范参考的结论．     

坝高和基岩刚度对重力坝地震响应的影响

应用随机振动理论,研究了坝高和坝基刚度对重力坝地震响应的影响规律.分析得到具有明确统计意义的结构地震均方根响应、地震最大响应均值及其均方差,分析成果可用于重力坝的抗震安全性和可靠性评价.同时分析了重力坝地震响应加速度和动应力随坝高和坝基刚度变化的统计规律.     

坝高和基岩刚度对重力坝地震响应的影响

应用随机振动理论，研究了坝高和坝基刚度对重力坝地震响应的影响规律．分析得到具有明确统计意义的结构地震均方根响应、地震最大响应均值及其均方差，分析成果可用于重力坝的抗震安全性和可靠性评价．同时分析了重力坝地震响应加速度和动应力随坝高和坝基刚度变化的统计规律．     

地基弹性和坝踵裂缝对重力坝动力特性的影响

本文采用特解边界元法，分析了地基弹性和重力坝坝踵水平裂缝对坝体自振特性的影响，并将特解边界元法推广应用到两个区域问题。所得结论为工程设计提供有价值的依据。