白鹤滩水电站上坝线左拱座楔形体安全性能分析

白鹤滩水电站上坝线左拱座底部岩体被陡倾断层切割成多个楔形体,坐落于拱坝底部及其下游,其稳定性直接影响到坝基和拱坝的安全。考虑楔形岩体各滑动面上复杂的渗透压力进行拱坝及楔形体安全性能分析,在FLAC3D中编制多种形式水压力施加程序,并以概念模型进行验证。根据数值计算结果,通过分析所选取结构面的典型节点位移变化,研究楔形体的稳定安全度、面安全系数及超载条件下屈服扩展状况,对其安全性能进行综合分析。研究表明:楔形体滑面考虑裂隙水压力和扬压力作用下,底部LS331滑面的安全度低于坝基接触面,上游右岸坝踵处开始出现局部屈服的超载安全系数为1.5,楔形体不能正常运行的超载安全系数为3.1,坝基不能正常运行的超载安全系数为3.3,坝基岩体整体破坏的超载安全系数为5.5。

内排压脚与边坡稳定性的关系

为了研究边坡角及边坡形状与边坡稳定性的关系,采用有限元软件ANSYS模拟了不同边坡角对应的稳定系数,以及不同平盘宽度和压脚高度所形成的等储备强度边坡的稳定系数。模拟中假设材料符合相关联的理想弹塑性本构关系,强度准则符合Drucker-Prager准则,用计算收敛性作为边坡稳定性的准则,用强度折减法得出边坡的稳定系数。为了形成等储备强度边坡,由下到上分步骤进行压脚。先在平面边坡最下台阶压脚,这样提高了边坡稳定系数,在边坡进入临界状态时,最下两台阶的塑性状态相同,则压脚停止;再在最下两台阶同时压脚,在边坡进入临界状态时,最下3个台阶的塑性状态相同,则压脚停止;以此类推,在最下边n个台阶同时压脚,在边坡进入临界状态时,压到与第n+1个台阶的塑性状态相同为止。结果表明,边坡总是从坡脚开始形成塑性区,在重力加载过程中,塑性区以弧形条带向坡顶扩展,形成滑带。最有效的内排压脚是从最下台阶开始形成等储备强度边坡的压脚。

基于下限原理有限元的强度折减法

对于岩土工程中常用的强度折减系数,其规划问题是非线性的,不能直接利用线性规划进行求解。基于四边形单元的下限原理有限元法,根据强度折减系数与超载系数近似符合双曲函数的特点,通过调整强度参数使得超载系数逼近于1[1],可将边坡稳定性分析中常用的强度折减系数的非线性规划求解转化为线性规划求解问题。分析表明,采用拟合双曲线插值法求解强度折减系数的计算效率高于常规的二分法及割线法,且具有较好的收敛性;该方法能够充分利用当前高效的线性规划算法,便于工程应用。

白鹤滩水电站拱坝及坝肩加固效果分析及整体安全度评价

白鹤滩水电站拱坝左侧坝肩断层及层间、层内错动带发育,拱推力作用下易发生剪切变形。坝基柱状节理层发育,变形模量等力学指标相对较低,表现出显著的各向异性力学特性。由于以上地质缺陷的影响,设计采取沿拱推力方向设置抗剪洞及扩挖坝基处柱状节理层岩体设置垫座的工程处理措施,以期对坝肩、坝基岩体的抗剪、传力等进行改善。采用三维非线性数值分析方法,根据实际地质信息建立三维数值模型,模拟白鹤滩中坝址主要地质现象及相关工程措施,通过坝肩、坝基岩体及坝体的应力、位移对比,定量分析主要地质缺陷的影响以及工程处理措施的效果。采用超载法、强度折减法及点安全系数法评价下坝线拱坝的安全度,为该水电站坝线比选提供技术依据和科研成果支撑。

受断层切割影响的拱坝坝肩岩体三维稳定性数值分析及加固措施模拟

某水电站右岸坝肩岩体受断层切割,稳定性较差,成为工程安全的一大控制性因素。为研究其稳定性,对受断层切割的拱坝坝肩岩体进行了拱坝和坝肩岩体联合作用的三维非线性数值模拟。模型用点安全系数法和超水荷载法,研究坝肩岩体的稳定性,并对起控制性作用的断层进行了加固模拟,分析了加固措施对坝肩岩体安全的影响。研究结果表明:对断层采取工程加固措施后,稳定性有了明显提高,为工程建设提供了有意义的参考。

潮流转移识别方法的研究与分析

对目前文献中普遍提出的2种潮流转移识别方法—基于追加电流源补偿法估算线路电流和基于直流潮流分布系数法估算线路有功潮流,进行了深入的研究。对潮流转移因子进行进一步整理,发现在忽略支路电阻的情况下,其与潮流转移分布系数的计算公式相同。针对10机39节点系统进行编程计算,验证了上述结论的正确性。通过潮流转移的仿真计算,对上述2种方法的估算误差进行分析,认为估算电流的误差较大主要是由于其在计算时忽略了发电机节点注入无功功率的变化,并提出为估算线路有功潮流识别方法增加辅助判据,提高该方法的判断可靠性。

基于有限元超载—折减综合法的重力坝深层抗滑稳定性分析

针对某混凝土重力坝坝基存在3层粘土软弱夹层可能引起坝基深层滑动问题,提出了有限元超载—折减综合法,利用ANSYS有限元分析软件构建了该坝溢流坝段深层抗滑稳定分析模型,通过关键点水平位移的变化判断坝基深层滑动失稳情况,进而求得坝基抗滑稳定安全系数介于3.00-3.25之间。与刚体极限平衡双斜面法及强度折减法、超载法相比,有限元超载—折减综合法所得抗滑稳定安全系数接近于前三者的平均值（3.02-3.32）,评价结果更偏于安全。

超载作用下土质边坡失稳与破坏模式分析

影响边坡失稳的因素众多而且繁杂,超载作用是诱发土质边坡失稳的主要因素之一。基于强度折减有限元法对土质边坡进行了不同坡面超载作用下的稳定性计算,并分析了在坡面加载变化时边坡稳定性的变化规律及其潜在滑动面的失稳破坏形式。研究表明:坡面超载作用下土质边坡可能会触发边坡失稳破坏,坡面加载方式不同,边坡失稳破坏模式不同,破坏模式可能会由整体失稳转化为局部失稳。

论加速可靠性增长试验(Ⅲ)分组数据的图方法

基于Arrhenius 幂律模型 ,给出了分析恒定应力加速可靠性增长试验分组数据的图方法。它们包括 :增长趋势、幂律模型的拟合优度、相同故障机理及拟合加速方法的图检验 ;幂律模型参数、加速方程系数、加速系数、激活能及正常与加速应力水平下MTBF的图估计 ,并用实例说明这些方法。

那比重力坝4号坝段坝基加固措施优化研究

文章采用三维非线性有限元法,对那比水电站工程4号坝段的坝基抗滑稳定性进行研究,对比分析加固前后变位及应力的变化和三种加固方案下4号坝段坝基超载稳定安全系数。优化研究表明:4号坝段采用锚筋桩和固结灌浆加固处理措施后可以满足坝基抗滑稳定性要求,推荐采用长6 m间排距1.5 m×1.5 m的锚筋加固方案。

重力坝深层抗滑稳定弹塑性有限元超载法分析

结合清峪水库实际工程,应用ANSYS有限元分析软件,探讨了弹塑性有限元超载法求解重力坝深层抗滑稳定安全系数的可行性,提出了软弱层水平位移相对错动及有限元迭代次数激增的判定方法,弥补了单纯依靠迭代不收敛、塑性区贯通和特征点位移突变判定安全系数时数值偏大和模糊不定的缺陷,拓展了安全系数的判断依据,使重力坝安全系数判定更加合理准确。

岩质块体渐进破坏的稳定分析方法

岩桥的破裂贯通是一种非连续变形现象。强度折减技术虽然是渐进破坏过程模拟的主流技术,但其不具备描述非连续变形现象的能力。提出连通率折减法和刚度折减法来模拟含非贯通结构面岩块的渐进破坏过程,并建立考虑渐进破坏过程的块体稳定分析方法。首先,引入Goodman单元来描述共面非贯通结构面的岩桥部分和裂隙面部分,建立静力平衡方程来求解滑裂面内岩桥单元和裂隙面单元的应力。其次,岩桥单元采用Griffith准则来判别破坏,利用连通率折减法来描述其破裂;裂隙面单元采用MC准则来判别破坏,用刚度折减法来描述其屈服;通过循环迭代,模拟岩桥单元的破裂过程和裂隙面单元的应力调整过程,实现整个滑裂面的渐进破坏过程模拟。然后,定义考虑渐进破坏过程的滑裂面极限状态;通过自重超载方式将滑裂面推送至极限状态;基于极限状态设计的理论框架,计算度量块体稳定性的安全系数指标。工程实例分析结果表明,渐进破坏过程模拟结果与现场调查结果是一致的。渐进破坏过程的模拟实现,有助于岩质边坡变形破坏机制分析从定性分析阶段扩展至定量分析阶段。

单因子超载的综合环境承载力计算方法研究

文章分析了当前普遍使用的矢量模法计算综合环境承载力的不足,建立了单因子超载的环境承载符号函数法模型,提出了以环境占用率为表征的环境承载占用率法;验证结果表明新模型和方法较矢量模法更为合理。

那比RCC重力坝6号溢流坝段坝基破坏模式及稳定性研究

文章采用三维非线性有限元法,对那比重力坝6号溢流坝段进行破坏模式及稳定性的研究,确定其在超载法下的破坏模式及稳定安全系数,并利用多重网格法对可能的滑移路径进行危险滑块搜索,从而确定出最不利的滑出路径。

基于超载法计算大跨度钢纤维混凝土结构的安全系数

纤维混凝土在大跨度结构中的采用愈来愈广泛,因此如何有效地分析大跨度钢筋纤维混凝土结构的受力特点以及采取合理方式计算其安全系数显得尤为关键。本文基于大型有限元软件ANSYS,以某生物医药产业基地不规则连廊结构为背景,建立了大跨度钢纤维混凝土结构和大跨度普通钢筋混凝土结构的非线性有限元模型。采用重力超载法分别计算两种模型在正常使用条件下以及极限使用条件下的安全系数,并将二者的计算结果进行对比分析。结果表明:钢筋钢纤维混凝土结构相较于普通钢筋混凝土结构可以承受更大的应力及变形,且极限使用条件下的安全系数提高了44%左右。该研究成果可以为类似大跨度钢筋纤维混凝土结构的应力、应变研究以及利用重力超载法计算其安全系数提供参考和借鉴。

穿越烟气流的飞机颠簸评估方法对比分析

为了分析飞机穿越烟气流时颠簸情况评估指标的差异,对目前国际上通用的耗散系数和过载增量进行了研究比较,利用计算流体力学方法,在不同工况下应用两种评估指标评价了飞机穿越烟气流场时的颠簸状况。结果表明:由于两种颠簸评估方法的立足点、数据指标均存在一定差异,对严重颠簸区域进行评估时,建议选用过载增量法;而对于颠簸整体范围进行评估时,选用耗散系数法更为安全。研究结果为评估飞机穿越烟气流时颠簸情况的选用提供了参考。

岩土类材料应变分析与基于极限应变判据的极限分析

推导包括混凝土在内的岩土类摩擦材料在单向和三向受力情况下,弹性与弹塑性压应变与剪应变之间的理论关系;提出采用数值极限分析方法求解岩土类材料极限应变的数值方法,并尝试将单向受力下的极限应变作为单向受力下的岩土类材料破坏的判据,为极限分析提供一种新的破坏判据和方法,可称其为极限应变法,用以求解岩土工程破坏面的位置与形态,以及安全系数与极限承载力。通过土质、岩质边坡和混凝土试件破坏3个算例求得相应的破坏面形态与安全系数,计算结果与实际状态和传统算法结果相当吻合,初步表明用极限应变法判断岩土类材料的破坏状态与求解安全系数是可行的,但这只是初步探索,有待更加深入广泛的研究。