基于COMSOL的不同库水位条件下土石坝坝坡稳定性分析

由库水位变化引起的渗透破坏是造成土石坝失稳的主要原因之一,坝体滑坡极易诱发地质灾害,严重威胁人类生命财产安全。针对库水位上升对土石坝坝体滑坡的影响,以某均质土坝为研究背景,借助COMSOL Multiphysics数值软件研究坝坡临界失稳状态下的塑性区和水平位移变化,基于有限元强度折减法分析正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位3种工况下的坝坡稳定性。结果表明:随着库水位上升,土石坝内部浸润线位置提高,坝体的最大塑性应变和水平位移呈线性增大趋势,且最大值均出现在坝脚位置。坝脚处塑性区随折减系数SRF的增大逐渐向坝顶贯通,坝坡变形行为以剪切滑移为主。3种工况下稳定安全系数FOS分别为1.894、1.855和1.831,坝体稳定性不断降低,但均高于临界最小安全系数。

高陡坝坡彩色印压模混凝土施工工艺

结合碗窑水库大坝坝坡对彩色印压模混凝土的应用,详细闸述了喷混凝土印压模施工的方法及工艺流程。彩色印压模混凝土具有经济耐用、美观大方的特点,通过在碗窑水库的应用,对其在高陡边坡中的推广应用具有积极意义。图2幅,表1个。

水库坝坡稳定性及防渗加固方案分析

针对石水坑水库的坝坡稳定性和防渗加固问题展开研究,通过对水库大坝的迎水坡与背水坡现状、坝体可能存在渗漏和压实性较差等分析,揭示了存在的安全隐患和加固需求。此次设计了灌浆加固、护面修复等加固方案,并采用《水工结构有限元分析系统(AutoBANK)》的程序进行计算,对不同工况下的稳定性进行分析,选定了计算断面和工况,对加固方案的可行性与效果进行了分析。研究结果表明,加固方案在提升水库坝坡稳定性和防渗效果方面具有显著成效,为水库的安全运行提供了科学依据。

基于Auto bank的某水库大坝坝坡稳定性分析

针对富水水库存在的坝坡塌陷、渗漏严重等安全隐患,采用干砌石、预制板稳固、垂直混凝土防渗墙等方法对坝坡进行除险加固。依据简化毕肖普理论通过AutoBANK有限元模拟方法,分别对坝体及心墙在校核洪水位、设计洪水位、正常蓄水位等不同运行工况下的稳定性分析表明,各运行工况下的坝坡稳定性均满足规范要求,可作为大坝的加固设计、施工和后期运行管理的依据,并建议在大坝的运行中加强监测。

上游式尾矿库回采利用坝坡动态稳定性研究

以上游式尾矿库回采的坝坡稳定性为研究对象,结合了34个工程钻孔开展了岩土体物理力学实验,完成了尾矿回采利用坝坡的动态稳定性研究。研究结果表明:由于回采过程中尾矿坝高度降低,坝体所受的横向及竖向荷载降低,坝体圆弧滑动区域下移,坝体安全系数逐渐增大;尾矿回采导致库岸边坡临空面加大、应力释放,饱和的强风化基岩再次揭露,库岸边坡安全系数随回采工程的进行逐渐减小。下一步研究应重点考虑尾矿回采下降速度、浸润线控制、固结排水及库岸位移监测等影响因素。

除险加固前后土石坝坝体渗流及坝坡稳定性分析

土石坝是水库大坝的主要形式,由于长期以来的维护不足,造成渗漏现象频发,安全问题日益严重。在分析坝体渗流特点及计算方法的基础上,以南京某拦河水库为例,通过Geo-Studio有限元软件,对该水库除险加固前后坝体渗流稳定性加以评价。结果表明,在除险加固后,坝体稳定安全系数的平均值为3.305,渗流量下降超过2×10^(-4)m^(3)/s,符合国家水利工程规范要求,说明除险加固在提高其安全性方面具有一定的促进作用,以期为水库运营管理提供参考。

鸡姆塘水库大坝除险加固渗流与坝坡稳定分析

在水库大坝除险加固设计中,大坝渗流与坝坡稳定是决定大坝是否可以安全运行的关键因素,需要得到足够的重视。本文以鸡姆塘水库大坝除险加固工程为例,采用二维渗流有限元法进行渗流稳定计算分析,并采用刚体极限平衡法中的简化毕肖普法对坝坡进行稳定计算分析,从而评估该水库大坝的渗流与坝坡稳定性。计算结果表明:鸡姆塘水库大坝经除险加固后,该大坝的渗流与坝坡稳定均满足设计要求,大坝符合安全标准。本文分析成果可为同类型的工程提供一定的技术方法参考。

小型土石坝筑坝材料统计分析及坝坡稳定分析

文中通过小型土石坝坝高和筑坝材料统计分析,了解筑坝材料不同物理特性的统计特征。针对某工程实例,进一步分析渗流和坝坡的稳定性,得到筑坝材料不同物理特性对坝坡稳定的影响规律。结果表明,筑坝材料相关物理特性统计数据相对离散,尤其是抗剪强度参数和渗透系数。抗剪强度参数对下游坝坡的稳定性起决定性作用,充分重视其离散性。渗透系数和湿容重对坝坡稳定也有一定影响,亦不容忽视。

降雨对土石坝坝坡稳定性分析

水库大坝的坝坡稳定性对水库运行安全具有重要作用。文章采用有限元模拟软件建立某大坝模型,通过测试心墙坝上下游坝坡和坝顶在降雨作用下孔隙水压力变化,分析降雨作用对坝坡稳定的影响。结果表明:降雨作用会减小下游坝坡安全稳定系数,且安全系数的下降速率在降雨停止后会加速显现,因此,应加强降雨后坝体的稳定性监测。研究结果为水库大坝稳定运行提供参考。

先锋岭水库水位下降期坝坡稳定分析

先锋岭水库水位下降期,由于坝体内孔隙水压不能及时消散的影响,坝体内的水无法排出,久而久之其水位便会高于库内水位。长期的高水位运行容易降低坝坡的稳定性,导致坝坡应力失去平衡而出现失稳情况,给水库的安全运行埋下安全隐患。为了能够确定先锋岭水库加固后大坝的坝坡稳定安全系数,分析了库水位下降期渗流稳定、坝坡稳定情况,并通过采用极限平衡法与有限元法对库水位下降期坝坡稳定性进行计算。结果表明,当渗透比降小于0.3 J时,坝坡稳定安全系数会随着库水位的下降变得稳定;当渗透比降大于0.3 J时,坝坡稳定安全系数会随着库水位的下降而下降。本次坝体水位骤降时的渗透比降是0.292 J,小于允许渗透比降,其背水坡、迎水坡在多种工况下的抗滑安全系数均满足设计规范要求值,并不存在不利水位。

基于PSO-LHS-MC法的土石坝坝坡失稳 时变风险率分析

采用粒子群-拉丁超立方抽样-蒙特卡罗法(Particle Swarm Optimization-Latin Hypercube Sampling-Monte Carlo,PSO-LHS-MC)对考虑风险因子时变特性的土石坝坝坡失稳风险进行评估。蒙特卡罗法(Monte Carlo,MC)法是求解结构风险率的常用一种数值模拟方法,但在计算小概率事件时需大量模拟次数,运算效率较低。为提高运算效率,采用粒子群法(Particle Swarm Optimization,PSO)加快瑞典条分法中最危险滑动面搜索过程,同时采用拉丁超立方抽样(Latin Hypercube Sampling,LHS)弥补MC法传统抽样的不足,从而优化运算过程,为快速计算时变风险率提供了一种方法。在分析土石坝失稳随机不确定性的前提下,探讨了土石坝坝坡失稳破坏风险因子的时变特性,以瑞典条分法为基础,构建了土石坝坝坡失稳时变风险率分析模型。结合工程案例,分析土石坝背水坡坡失稳风险率变化趋势,风险率呈逐年升高趋势,前期增速较快,后期增速较慢。

基于AutoBank的某均质土坝坝坡稳定性分析

本文通过采用AutoBank有限元分析软件,构建均质土坝计算断面模型,并查阅均质土坝原设计资料,采用现场勘探、室内试验等方法获得坝体及坝基各土层岩土体物理力学参数,对均质土坝现状下游坝坡进行了稳定性分析,并针对均质土坝滑坡现状提出加固方案,计算分析大坝加固后下游坝坡的稳定性。分析成果可为同类工程坝坡稳定性分析及加固提供参考。

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。

高堆石坝非线性强度指标坝坡稳定可靠度分析方法研究及工程应用

证明了按Fs-1和MR-MS两种方式构建功能函数的数学等效性,提出基于邓肯非线性强度准则、简化毕肖普法、中心差分法、一次二阶矩法及Fs-1,MR-MS两种功能函数的非线性强度指标坝坡稳定可靠度分析的新方法,探讨可靠指标β对非线性强度指标的敏感性以及非线性强度指标相关性对β和临界滑弧位置的影响,得到以下结论:(1)按Fs-1和MR-MS两种方式构建功能函数得到的β相差不超过0.5%,由于按MR-MS构建功能函数可以直接计算对随机变量的偏导数,因此,建议按此方式进行可靠度分析。(2)一次二阶矩法的β计算值相对Monte Carlo法的误差小于2%。可靠度灵敏系数反映出β随φ0的增大和Δφ的减小而增大,且β对φ0的敏感性更为显著。由此可见,φ0参数的合理确定对工程的安全和经济性至关重要。(3)φ0和Δφ的相关性对β和临界滑弧的位置影响比较明显。β随相关系数的增大而渐增,最大增幅达15.67%,同时临界滑弧的位置逐渐向坡外移动,表明不考虑相关性的计算结果偏于安全。(4)对双江口土质心墙堆石坝坝坡稳定的可靠度分析证明了所提方法的合理性,各典型工况的最小可靠指标βmin及临界滑弧的位置符合工程实际,坝坡稳定可靠度满足相应规范要求。

高土石坝坝坡地震稳定分析研究

采用有限元动力时程稳定和变形分析方法,对不同高度大坝坝坡稳定进行分析,开展了最危险滑弧确定方法、地震动持时对稳定和变形的影响、滑弧位置和深度以及坝坡加固范围的研究。结果表明:拟静力法采用规范建议的加速度分布系数不能反映高土石坝实际地震反应规律,计算得到的最危险滑弧较深且滑动范围偏大,不利于确定坝坡的加固范围;坝坡在地震过程中,最小安全系数与最大滑动量对应的滑弧并不一致且是不断变化的,有限元动力法计算坝坡稳定时,应在每一时刻任意搜索最危险滑弧;地震持时对坝坡安全系数影响不大,但对滑动量有较大影响;不同滑弧深度对坝坡安全系数有较大影响,存在一个临界深度,当滑弧超过临界深度时,坝坡安全系数大于1.0;坝坡稳定安全性评价需要综合考虑安全系数与变形的计算结果。根据计算结果,建议了坝坡加固的范围。

水位骤降时的非饱和坝坡稳定分析

从非饱和土抗剪强度理论出发,应用极限平衡法和以有限元应力计算为基础的极限平衡法,分别对库水位骤降时的坝坡稳定进行了计算。分析中采用非饱和-非稳定渗流理论,模拟了孔隙水压力的消散过程,并考虑基质吸力对土体抗剪强度的影响,将每个渗流分析结果调入稳定分析模块计算其稳定性。最后将两类极限平衡法稳定分析结果进行了比较,结果表明,库水位的骤降,易引起坝坡的滑动,随着超静孔隙水压力的消散,坝坡稳定性逐渐提高;随着孔压消散,基质吸力对抗剪强度的贡献增大。

水电站进水口岩石高边坡及坝坡与洞室相互作用的三维数值分析

对一典型的反倾向层状结构岩质高边坡进行了非线性三维数值模拟。数值模型中同时模拟了依存于高边坡的一个进水口大坝和坝下的4个引水隧洞,并且考虑了高边坡的复杂地质条件、支护措施和开挖工况。运用此数值模型研究了开挖卸荷、大坝生成以及水库蓄水对高边坡的应力、变形状况和稳定性的影响。研究结果为工程建设提供了有意义的参考。

库水位骤降时坝体渗流场及坝坡稳定性分析

为了研究水位骤降时影响上游坝坡稳定性的因素,模拟坝坡在水位骤降时的渗流场及稳定性变化。基于土体渗透性,材料的非线性特性及水位下降率,利用有限元法对库水位变化下的渗流场进行瞬态分析,得出的自由水面线和孔隙水压力耗散等结果应用于上游坝坡稳定性分析,坝坡稳定分析采用极限平衡法。实例分析表明:计算区域渗流场变化滞后于水位下降的时间;坝体渗透系数越小,水位骤降对其稳定性的不利影响越显著;水位下降速率越大,上游坝坡稳定性降低越快。

库水位骤降情况下土石坝坝坡稳定分析

库水位骤降时,土石坝坝体内浸润线高于库水位,较高的孔隙水压力和渗透力会导致上游坝坡失稳。英布鲁水电站土石坝设计过程中,采用饱和与非饱和渗流模型的有限元法分析得到库水位骤降条件下土石坝的非稳定渗流场,采用极限刚体平衡法计算得出上游坝坡的安全系数。结果表明:英布鲁水电站土石坝在水库敞泄时,上游坝坡的安全系数不满足规范要求;库水位按设计推荐的库水位降落速度控制,上游坝坡的稳定安全系数满足规范要求。

库水位骤降对非饱和坝坡稳定性的影响

基于非饱和土体抗剪强度理论,采用极限平衡法,考虑非饱和非稳定渗流对坝坡稳定性的影响,通过体积含水量与基质吸力之间的非线性关系,模拟超静孔隙水压力的消散过程,将不同时段渗流分析结果导入稳定分析模块计算其安全系数的变化。选取某黏土心墙坝,模拟其在不同灌溉条件下的渗流状况及上游坝坡稳定性。计算结果表明:库水位骤降引起坝坡安全系数的降低,但随着超静孔隙水压力的消散,坝坡稳定性逐渐增强,降水速度越快,坝坡安全系数越低。