Stability analysis of concrete gravity dam on complicated foundation with multiple slide planes

A key problem in gravity dam design is providing enough stability to prevent slide, and the difficulty increases if there are several weak structural planes in the dam foundation. Overload and material weakening were taken into account, and a .finite difference strength reserve method with partial safety factors based on the reliability method was developed and used to study the anti-slide stability of a concrete gravity dam on a complicated foundation with multiple slide planes. Possible slide paths were obtained, and the stability of the foundation with possible failure planes was evaluated through analysis of the stress distribution characteristics. The results reveal the mechanism and process of sliding due to weak structural planes and their deformations, and provide a reference for anti-slide stability analysis of gravity dams in complicated geological conditions.

山区公路滑坡综合治理研究

山区公路因地形多变、地质情况复杂等原因,极易发生滑坡,严重影响了公路的正常运营。以攀枝花机场路K10+935滑坡治理工程为例,结合研究区地形地貌及工程地质条件,对滑坡成因进行分析,采用传力系数法计算正常工况(天然工况)、非正常工况Ⅰ(暴雨工况)、非正常工况Ⅱ(地震工况)下的滑坡推力,并以此为依据,从前缘支挡(桩板墙)、坡面防护、坡面排水等方面对该滑坡的综合治理进行研究。

使用渗压系数评价运行期坝基扬压力的利弊探讨

在混凝土坝运行过程中,通常采用渗压系数评价坝基扬压力的大小,并进一步评价大坝渗控系统的工作性态。根据沙沱、光照水电站的实测数据分析发现,采用渗压系数作为监控指标虽然简单、直观,但并不能真实反映坝基的工作状况。建议设计单位在进行结构计算时,除了提供单一的扬压力系数取值外,还应根据计算工况、安全余度反算各坝段的扬压力控制值供运行单位使用;运行单位在日常资料分析中,除了关注扬压力系数及扬压力外,还应该结合其变化过程及其他监测项目综合分析。

基于分项系数法的重力坝深层抗滑稳定分析

针对基于有限元法的重力坝深层抗滑稳定分析问题,根据工程实际中软弱结构面上的抗剪断摩擦系数和凝聚力变异性不同的特点,在计算中引入滑动面上抗剪断强度参数的分项系数,提出了一种新的应用于重力坝抗滑稳定的有限元计算方法——分项系数有限元法。该方法基于可靠度思想,以达到用极限承载状态时的强度储备系数或超载系数来表征大坝安全度。在已有研究成果的基础上,从坝基渐进破坏过程和破坏机理的角度进一步探讨了非线性有限元法应用于深层抗滑分析应注意的几个关键问题,以及基于分项系数法的深层抗滑稳定分析的安全系数控制标准。研究结果表明,滑动面上的应力分布性态和坝基岩体变形特性对抗滑稳定安全系数有重要影响。与常规刚体极限平衡方法的控制标准相比,分项系数有限元方法可以采用偏低一点的安全系数标准。

用于重力坝抗滑稳定分析的分项系数有限元方法

针对有限元法缺乏配套设计标准的问题,本文提出一种新的应用于重力坝抗滑稳定的有限元计算方法———分项系数有限元法,并导出其相应的稳定判断准则。该方法将影响坝基稳定的结构基本变量因素经过分项系数的处理再进入非线性计算,以达到极限承载状态时的强度储备系数来表征大坝安全度。通过文中的计算实例,验证了该方法的可行性和适用性。

金安桥重力坝坝基稳定问题分析

采用三维弹塑性有限元方法,对金安桥水电站的碾压混凝土重力坝坝基的深浅层抗滑稳定进行了研究。强度储备系数方法计算所得出的渐进破坏过程揭示了重力坝坝基深浅层滑动的模式,同时根据新的重力坝设计规范,对大坝在设计阶段的抗滑稳定安全度进行了分析,大坝坝基的深浅层抗滑稳定是可以保证的。

重力坝抗滑稳定设计表达式及分项系数研究

对电力行业现行重力坝规范中的抗滑极限状态设计方法进行了探讨,通过对传统刚体极限平衡法的剖析,明确了极限状态设计中作用和抗力函数的表达形式及矢量方向,提出了一种新的等K′法,使坝基双滑面上下游块体具有同等安全系数和同等可靠概率的内涵。根据对多组方案可靠指标的试算比较,提出了具有定量标准的安全系数K′的计算公式及相应的允许指标,建议了一套相应分等分级的分项系数,并对其合理性进行了验证。

基于Cosserat连续体理论的重力坝深层抗滑稳定分析

完成基于Cosserat理论Drucker-Prager弹塑性模型在ABAQUS中的二次开发,并进行平面应变条件下单轴压缩的验证,结果表明本模型能保证应变局部化问题的正定性。采用强度储备系数法,模拟重力坝坝基应变局部化渐进破坏过程,对比Cosserat连续体理论与经典连续体理论的计算结果,表明采用Cosserat连续体理论的结果对网格密度不敏感,有限元迭代不收敛对应的强度储备系数有较大幅度的提高。

刚柔混合衬砌渠道保护层边坡的稳定研究

本文分析了影响刚柔混合衬砌渠道保护层稳定的主要因素以及复合土工膜与垫层之间的剪切特性对抗滑稳定性的影响,探讨了渠道水位骤降时其垫层保护层的稳定性,并在此基础上采用刚体极限平衡理论,得出了其垫层保护层的稳定安全系数计算公式,并对衬砌渠道保护层抗滑稳定性分析应注意的问题进行了探讨。研究表明:该安全系数计算公式的计算结果与工程的实际情况符合度较好,可为大型渠道的设计、施工提供参考。

滑模极值搜索算法ABS控制及对汽车侧向稳定性补偿

针对ABS控制时路面附着系数复杂多变以及最优滑移率难以准确估计的难点,提出一种基于滑模极值搜索算法的ABS控制,它根据"轮胎制动力-滑移率曲线"的单峰值特性,通过极值搜索算法不断的搜寻曲线的极值点,同时运用滑模变结构控制来快速逼近极值点。针对转弯制动耦合工况,通过引入方向盘转角对控制律进行修正,补偿车辆转弯时的侧向稳定性。在MATLAB/Simulink中建立了整车七自由度模型,对设计的控制器进行了仿真验证。结果表明:直线制动时,所设计的控制器可以快速搜寻到最大制动力和最优滑移率。转弯制动时,考虑了转向修正后制动滑移率有所减小而轮胎侧向力增大,但停车时间并未明显增加,提高了汽车的侧向稳定性;当路面条件改变时,控制器能够自适应路面附着系数的变化。

整体式折线重力坝的深层抗滑稳定及加固研究

分别采用三维弹塑性有限元法和分项系数法,对非整体式和整体式折线重力坝的应力和深层抗滑稳定性进行了计算分析,得出整体式折线重力坝有效地改善了坝体的应力和变形状态,但对提高抗滑稳定性不一定有效的结论,并通过拱梁分载法解释了上述结论。采用高压旋喷灌浆进行加固,并提出了较优的加固范围。

亭子口重力坝复杂坝基稳定分析及安全评价

结合亭子口水利工程,采用非线性有限元法对重力坝复杂坝基进行了深层抗滑稳定分析。通过强度储备系数法的计算得到了坝体及坝基系统的渐进破坏过程并搜索出了最危险的滑移模式;同时依据规范规定,采用基于改进等法的刚体极限平衡法核算了坝基最危险滑动面的稳定性;最后做出安全评价,结果表明采取加固措施后的坝基深层抗滑稳定是安全的。

厂坝联合作用下重力坝厂房坝段静动抗滑稳定分析

针对金安桥重力坝厂房坝段的坝基浅深层抗滑稳定问题,分别采用传统刚体极限平衡法和强度储备系数法,对厂坝联合作用的抗滑稳定性进行研究.双斜面滑动的左滑面根据厂房坝段地质资料判定.参照规范建议的结构极限承载能力验算表达式,采用修正后的抗力和作用函数公式,建立了抗滑结构系数与右滑面倾角的关系表达式,依据优化的理论来判断右滑出面,反算结构系数,来考察厂坝联合作用的效果;同时采用强度储备系数法来评判大坝抗滑稳定安全度.结果表明,该坝段的抗滑稳定性满足要求,厂坝联合作用可有效提高坝基浅深层的抗滑稳定性.

基于非线性规划的重力坝深层抗滑稳定优化算法研究

本文以坝基缓倾软弱结构面为露头的重力坝为研究对象,针对该种坝体可能发生部分下游基岩的剪断而产生滑动的问题,提出了一种重力坝坝基双斜滑动临界破坏滑面的计算方法。本方将下游基岩发生剪断破坏滑面的位置作为优化变量,以重力坝深层抗滑稳定安全系数作为目标函数,同时以等安全系数法方程为约束条件,建立重力坝深层抗滑稳定性分析的非线性数学规划模型,并使用数学规划优化算法求解下游岩体剪断破坏的最不利临界滑面以及其对应的安全系数的最小值。本文的计算方法,具有概念明确、计算精度高等特点,可将其应用于重力坝深层抗滑稳定性的分析。

抗剪断参数对抗滑稳定可靠度指标的影响

为确定抗剪公式和抗剪断公式的适用工况,研究了岩体抗剪断参数不同均值、不同概率分布以及摩擦系数的变异系数对建筑物可靠度指标的影响;利用规范规定的岩体抗剪断参数对国内已建混凝土坝进行相应的可靠度指标计算和评价,并分别计算抗剪安全系数和抗剪断安全系数;按照规范规定黏聚力取对数正态分布,摩擦系数取正态分布,证明两者取值范围能够计算出合理的可靠度指标或安全系数,摩擦系数的变异系数对可靠度指标影响极大;建议岩体力学参数取值采用SL 319—2005《混凝土重力坝设计规范》的规定值,黏聚力和摩擦系数的概率分布均选择对数正态分布为宜,抗剪公式和抗剪断公式适用于不同的工程地质条件。

基于传递系数法的滑坡滑带土强度参数反分析研究

基于对滑坡强度参数反分析基本原理的分析,利用工程实践应用最为广泛的传递系数法建立了滑坡反分析计算模型,进而得出反分析理论基础,从数学意义上揭示了滑坡反分析本质为求解由滑坡状态条件确定了的系数项和常数项的二元多次方程。通过滑坡反分析状态分析,根据滑坡变形特征确定了稳定性评估指标。利用至少两个反分析剖面,采用试算法和插值法求解了一系列当Fsi′=Fs时的c、φ组合,然后用图解法求解滑坡滑带土强度参数。该方法在某滑坡中得到成功的应用,其计算精度基本满足工程要求,为反分析在滑坡稳定性分析及预测中的应用进行了有益的探讨。

水电站厂房抗滑稳定分项系数设计方法研究

依据GB 50199-1994的相关规定,开展了水电站厂房整体抗滑稳定的分项系数极限状态设计法研究,提出了厂房整体抗滑稳定安全度设置水平、结构重要性系数、地基材料性能分项系数、设计状况系数等的取值原则。采用工程经验校准法、可靠度分析法计算了沿建基面的抗滑稳定结构系数,并分别采用单一安全系数法和推荐的分项系数法按抗剪断强度公式进行了整体抗滑稳定计算。结果表明,按两种方法设计的水电站厂房抗滑稳定安全度水平较为接近,从而证明所提方法的有效性。本研究成果可为《水电站厂房设计规范》的修订提供参考。

基于分项系数极限状态法与突变理论的重力坝深层抗滑稳定分析

针对传统方法在重力坝深层抗滑稳定分析中存在的问题,以某实际工程为例,建立重力坝有限元强度折减计算模型,并考虑荷载分项系数和坝基及软弱层的材料分项系数,通过逐步降低材料强度参数,利用ANSYS软件确定大坝关键节点水平位移与坝踵下方软弱层上、下两点位移差随折减系数变化的关系,引入尖点突变理论得到大坝深层抗滑稳定安全裕度为1.29,对重力坝的稳定性进行了判别。

岩壁吊车梁运行期三维非线性有限元稳定计算

采用M arc有限元计算软件,建立了岩壁吊车梁运行期三维非线性有限元分析模型.分别计算了III、IV类围岩设扶壁柱(梁下1.5 m或5.0 m)与不设扶壁柱的岩壁吊车梁结构的应力和位移.基于摩擦理论和矢量几何条件,给出了计算岩壁吊车梁整体抗滑稳定安全系数的计算式.计算结果表明,设扶壁柱的岩壁吊车梁受力合理,且能提高吊车梁的整体抗滑稳定安全系数.

剩余推力法在抗滑桩设计中的应用

在滑坡稳定性分析中,折线滑动法被实践证明是一种行之有效的方法。结合实际工程,分析了抗滑桩设计的内力计算方法,给出剩余推力的计算过程,指出具体条件下剩余推力法在滑坡体抗滑桩设计中的应用,并成功的指导实践,为此类问题的解决提供参考。