大型高拱坝嵌深对坝肩块体稳定性的影响分析

结合古学拱坝坝肩不同嵌深设计方案,利用刚体和有限元极限平衡法,对坝肩块体进行稳定性分析,研究了高拱坝嵌深变化对坝肩块体稳定性的影响规律。结果表明,拱坝嵌深的增加会产生块体体积、滑面面积减小和拱推力增加两种效应,分别增加和降低块体稳定性,因此坝肩块体抗滑稳定安全系数随嵌深增加呈现出持续增大、持续减小、先增后减、先减后增4类变化趋势。经比选,推荐古学拱坝采用左岸嵌深36.5m、右岸嵌深40.5m的中嵌深方案。

地震和降雨工况下露天边坡排土场稳定性分析

为研究降雨和地震对露天矿边坡变形的影响,本文基于刚体极限平衡法,利用GeoStudio软件进行不同工况条件下的稳定性分析。结果表明:在自重+地下水、自重+降雨、自重+地震三种工况下对排土场边坡进行稳定性计算,排土场最危险滑面是圆弧形,计算结果均满足规范要求,边坡整体稳定性较好。研究成果可为该类边坡的灾害防控提供理论支撑。

考虑土工复合材料衬垫系统的尾矿库稳定性分析

尾矿库库底铺膜层构成的土工复合材料衬垫系统往往形成薄弱层面威胁坝体的稳定性,在分析中需要重点关注。文章基于水工分析系统Autobank对铺膜面形成的衬垫薄弱层进行标记,在最危险滑动面的搜索中若搜索圆弧与衬垫薄弱层相交,则增加考虑该薄弱层与部分圆弧构成的复合滑动面,计算方法采用适用各种形状滑面的摩根斯顿法,以得到库身的最小抗滑稳定安全系数。算例分析结果表明:部分通过土工衬垫薄弱层的复合滑动面安全系数较小,且该平移滑动是完全可能发生的,为该剖面的最危险滑动面。本文结果可为尾矿库设计和运行提供科学依据,并为同类工程提供参考。

和平水库右坝肩高边坡施工期稳定性分析

高陡边坡存在裂隙发育、风化严重、卸荷强烈等不良的地质现象,直接影响到高边坡的稳定性。该文分别采用三维有限元强度折减法和二维刚体极限平衡法,对和平水库右坝肩边坡在开挖支护后的稳定性进行分析。研究结果表明,和平水库右坝肩边坡在完建工况下的稳定性满足规范要求,开挖和支护措施合理可行。

四川省某露天矿石灰岩质高陡边坡稳定性分析

为研究高陡露天边坡的稳定性,本文以四川省某露天矿石灰岩质边坡为工程背景,选取1个典型剖面分析,运用赤平投影分析法对岩质边坡的稳定性进行分析评价,并采用强度理论的刚体极限平衡法与二维有限元数值模拟、三维数值模拟等进行了相互验证比较分析。研究结果表明:1个典型剖面在3种工况下的整体边坡安全系数均符合规范要求值,边坡整体稳定性较好。所得结论对后期施工设计提供了理论依据及数据支持,同时为类似工程的边坡稳定性分析提供了参考。

条间力简化对边坡稳定性计算结果的影响

由于条间力的简化处理,导致采用不同的条间力简化方式得到的边坡稳定性系数计算结果,以及相应的滑面位置均存在差异。有限元强度折减法采用边坡岩土体的本构关系,对岩土体强度进行折减,计算边坡体的应力、应变大小及分布,依据计算收敛情况,确定边坡稳定性系数;依据最大剪应变区,确定边坡潜在滑动范围。得到的计算结果不受条间力简化处理的影响。以澳大利亚计算机应用协会(ACADS)通用考题1均匀土质边坡为例,分别采用有限元强度折减法(SRM),不同条间力简化的刚体极限平衡方法,求得边坡潜在滑动区域、条间力的大小与分布、稳定性系数,并进行对比分析。在此基础上,分析探讨了条间力简化对边坡的稳定性系数,以及滑面位置的影响。

某露天矿反倾岩质边坡稳定性分析研究

为研究反倾岩质边坡对露天矿边坡变形的影响,本文基于刚体极限平衡法,利用GeoStudio软件进行不同工况条件下的稳定性计算,结合合成孔径边坡雷达监测数据,对反倾岩质边坡的稳定性进行分析。结果表明:反倾岩质层状边坡对露天采场边坡的稳定性影响较小,采场边坡在自然、地震及爆破3种工况下,采区现状及年度计划均满足安全系数要求;采用合成孔径边坡雷达监测,结合现场监测数据情况,受冻土融化影响,区域受到自然沉降的影响而产生变形,刚体极限平衡法和合成孔径边坡雷达监测技术相互验证采场区域稳定性较好。研究成果可为该类边坡的灾害防控提供理论支撑。

龙塘水库大坝深层抗滑稳定研究

龙塘水库重力坝坝基分布有较多的缓倾角裂隙面,裂隙面产状各异。结合地表地质调查、勘探平洞及钻孔揭示,确定优势裂隙面及大坝深层滑动模式。采用刚体极限平衡法和有限元应力积分法,对龙塘重力坝坝基深层抗滑稳定进行了计算,并对倾向下游的缓倾角裂隙面倾角进行了敏感性分析。结果表明,静动力工况下各坝段的深层抗滑稳定安全系数均满足规范要求,大坝深层抗滑稳定是有保证的。

块体单元法安全系数取值标准研究

边坡稳定性问题涉及矿山工程、水利工程等诸多工程领域,对边坡稳定性进行分析的方法主要有极限平衡法(LEM)、有限单元法(FEM)、块体单元法(BEM)、离散单元法(DEM)、边界单元法(BEM)、界面元法(ISEM)、不连续变形分析方法(DDA)等等。选取刚体极限平衡法、有限单元法和块体单元法,对单面滑动、双面滑动的算例进行了安全系数计算和对比分析,进而建议在滑动破坏模式一致的情况下,块体单元法的安全系数取值可参照刚体极限平衡法或有限单元法的标准选取,结果偏于安全。

挡土墙支护溶蚀裂隙岩质边坡稳定性研究

基于刚体极限平衡理论,以裂隙岩质边坡安全系数为目标函数,将溶蚀裂隙深度作为决策变量,结合裂隙岩质边坡和挡土墙的平衡约束条件、结构面屈服条件,建立溶蚀裂隙挡土墙岩质边坡的非线性数学规划模型,采用内点算法进行求解,并对不同参数的敏感性进行分析。结果表明,随着溶蚀裂隙深度的发展,溶蚀裂隙岩质边坡的安全系数逐渐减小;边坡滑体结构面上内摩擦角和黏聚力的增大会导致边坡安全系数的增大,而顶部荷载对溶蚀裂隙岩质边坡的稳定性影响较大。

两河口水电站库区特大桥边坡稳定性复核与治理

两河口水电站库区哈格达沟特大桥建成后,经勘探复核发现右岸桥基边坡存在软弱破碎层面,电站蓄水后岸坡在库水反复升降浸泡软化及消落的作用下,存在蠕滑变形并局部失稳的风险。综合考虑岸坡岩体和桥梁基础在水库消落运行环境下的相互作用,构建了特大桥右岸边坡稳定性计算模型和设计工况,同时采用摩根斯坦-普莱斯法复核了该部位桥梁及岸坡稳定性。结果表明,蓄水后右岸边坡桥位区浅层卸荷松动岩体可能产生变形失稳。为了预防岩体变形失稳对桥梁墩台的影响,提出了“抗滑桩+锚索”“框格梁+锚索”的综合加固方案。经过处理后的哈格达沟特大桥经受住了近100 m的库水位抬升考验,各项监测数据均满足设计要求,边坡无明显变形,保障了复建道路在蓄水期、水库运行期安全稳定运行。该库区特大桥梁岸坡处理案例可为同类工程处理提供借鉴。

观音水库重力坝设计及有限元分析

采用有限元对观音水库重力坝的安全进行复核,得到大坝各工况下的结构应力、变形及坝基抗滑稳定安全系数,并与传统材料力学法和刚体极限平衡法的计算结果进行对比验证,证明大坝设计的正确性和合理性。对于坝基软弱结构面、坝体局部孔口削弱部位,有限元分析的成果也为后续设计提供了依据。

桓仁水电站24号坝段深层抗滑稳定分析

本文结合桓仁水电站坝址区地质条件及工程布置情况,分别采用有限元方法和材料力学法对桓仁水电站24号坝段进行了深层抗滑稳定分析。分析结果表明,24号坝段深层抗滑稳定满足现行规范要求,可为同类型工程遇到类似地质条件提供设计参考。

云南文山马鹿塘特大桥北侧岸坡稳定性评价

以文山马鹿塘某高速特大桥北侧岸坡为例,首先对北侧岸坡地质条件特征进行分析,然后采用赤平投影法、刚体极限平衡法及强度折减法对北侧岸坡进行稳定性分析。结果表明,刚体极限平衡法(简化Bishop法)计算的安全系数相对较低;北侧岸坡主塔上斜坡不满足稳定性控制标准,主塔下斜坡满足稳定性控制标准;需要对主塔上斜坡采取加固措施。

厦门淡溪斜坡稳定性分析和评价

以厦门淡溪斜坡为研究对象,采用Morgenstern-Price法和有限元法分别在天然、暴雨、地震3种工况下进行斜坡整体稳定性计算。2种方法对比发现,都在天然工况下斜坡稳定性较好,而在暴雨、地震工况下稳定性较差,但都不会发生整体失稳破坏;斜坡Ⅱ区比Ⅰ区发生局部破坏的可能性更大,且最易发生破坏的部位为坡脚临空条件较好的陡坎地形处。

某水电站拱坝拱座抗滑稳定复核分析

采用刚体极限平衡法对某水电站拱坝拱座抗滑稳定进行复核计算,并针对结构面力学参数和扬压力折减系数进行敏感性分析。计算结果表明:拱坝拱座抗滑稳定安全性满足规范要求,且有较大的安全裕度,可为该水电站大坝安全运行管理提供参考。

水电站坝面光伏组件荷载对坝坡安全性影响分析

对水电站面板堆石坝下游坝坡增设光伏设备进行受力分析。首先采用满足力与力矩平衡的刚体极限平衡垂直条分法即边坡稳定分析的Spencer法对土条受力情况展开分析,建立安全系数控制方程;然后以坝底和坝高分别作为横纵坐标轴选取尽可能少的未知变量,将问题转化为在满足约束条件下确定未知变量的优化模型来确定滑裂面,按照设计标准和安全指标对坝坡安全性进行分析表明,其下游坝坡抗滑稳定性能够满足要求。

考虑地震力的刚体极限平衡法及其工程应用

在斜坡稳定性分析中,地震力偏角对斜坡稳定性的影响极大,但水平方向并不是最危险地震力作用方向,如何合理简单地求取地震力,并参与条分计算,是一个值得研究的问题。针对规范中拟静力法的地震力作用方向为水平方向,提出考虑地震力最危险方向的计算方法。以不平衡推力法为例,对考虑地震力的刚体极限平衡法进行改进,并应用于三峡库区兴山县高阳镇核桃树沟滑坡稳定性评价。结果表明:桃树沟滑坡最危险的地震力作用方向为指向坡外与水平面夹角为7.8°,最安全的地震力方向为187.8°;桃树沟滑坡在库水位175 m以及叠加6度地震时,滑坡的稳定性系数在0.9以下,滑坡处于失稳状态,需要对该滑坡进行治理。

拱坝坝肩抗震稳定分析

高拱坝坝肩抗震稳定分析是建于地震高烈度区的高拱坝抗震设计的关键课题之一 .本文将传统的用于块体稳定分析的刚体极限平衡方法和有限元计算分析相结合 ,求解拱坝坝肩抗震稳定问题 .具体作法是 :有限元网格剖分时 ,尽可能布置有限元节点于拱坝坝肩的可能滑动块体表面 .完成有限元静动力分析后 ,将块体表面各节点的静动应力进行积分 ,求出块体拱推力、作用于块体上的地震荷载等 ,然后由刚体极限平衡法求拱坝坝肩抗震稳定安全系数 .上述方法的特点是能充分利用有限元和刚体极限平衡两种分析方法的优点 ,可以提供安全系数时程曲线 ,安全系数的定义与现行规范一致 。

基于三维多重网格法的极限平衡法在锦屏高边坡稳定性分析中的应用

结合锦屏高边坡三维非线性有限元仿真分析,对高边坡整体稳定分析的极限平衡计算方法进行了研讨。提出并采用多重网格的概念和方法,将有限元的应力成果转移到任一滑面(平面或曲面)上,进而分析滑面的稳定状态,包括滑面的应力、屈服区与剪应力的分布及变化过程,并可求出类似刚体极限平衡法的滑面安全系数和滑块体安全系数,进而对块体变形直至失稳的全过程进行了全面深入的探讨。