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。

用强度折减方法分析重力坝深层抗滑稳定性

目前,对重力坝深层抗滑稳定的分析方法尚无统一和明确的规定。强度折减方法在求解安全系数方面具有不用指定滑面、自动搜索滑裂面等优点。本文基于FLAC软件,采用强度折减方法对分属三种典型地质条件的多个算例进行分析。分析结果表明,无论采用相关联还是非相关联流动法则,采用强度折减方法得到的安全系数与Morgenstern-Price方法求解的安全系数都相差较小,误差小于5%,且采用相关联流动法则时得到的安全系数误差更是小于3.5%。根据在破坏时坝基塑性区的分布,提出了确定滑裂面的方法,该方法确定的滑裂面与M-P方法搜索到的滑裂面有很好的一致性。本文通过多个算例的分析证明基于FLAC软件的强度折减方法是一种可靠、有效的方法,可以应用于分析重力坝深层抗滑稳定性。通过对向家坝水电站泄12坝段的深层抗滑稳定分析表明该方法可以应用到重力坝深层抗滑稳定的工程分析中。

武都碾压混凝土重力坝深层抗滑稳定破坏试验研究

通过建立武都碾压混凝土重力坝典型坝段坝基的地质概化模型,采用三维地质力学模型试验方法对其天然地基条件下的深层抗滑稳定问题进行系统研究。试验对典型坝段的地形、地质条件,包括岩体、断层、节理等主要地质缺陷的特征进行模拟,根据岩体力学参数及软弱结构面力学参数,研制出适合武都工程地质条件的模型材料,采用超载法进行破坏试验研究。根据试验结果,分析坝体、坝基以及主要断层的变形特征,探讨坝与地基整体失稳的破坏过程、破坏形态和破坏机制,揭示影响坝基稳定的控制性因素,获得典型坝段的滑动破坏机制与稳定安全系数。在此基础上,对坝基加固处理措施进行讨论,为典型坝段的深层抗滑稳定安全评价与基础加固处理设计提供科学依据。

基于加权响应面法的重力坝深层抗滑稳定体系可靠度分析

重力坝的深层坝基存在多个断层时,可能存在多个潜在的滑移路径。采用非线性有限元和传统的整体安全系数法计算各断层抗滑稳定的安全系数,并采用强度折减法可找到其最可能的失效路径。研究表明,强度折减系数大于各断层抗滑稳定的安全系数。基于加权响应面法,计算了各断层抗滑稳定的可靠指标,并与安全系数进行了比较,表明其安全系数与可靠指标并非存在完全的对等关系。将滑移路径中的各断层视为并联体系,各滑移路径组成串联体系,采用逐步等效线性化计算各滑移路径失效的可靠指标及深层抗滑稳定的体系可靠指标,计算结果与强度折减法基本一致,因此,在重力坝深层抗滑稳定的安全性评价中引入可靠度理论可弥补单一安全系数法存在的不足。

基于正交设计的大坝深层抗滑稳定敏感性分析

基于双滑动面的刚体极限平衡法在重力坝深层抗滑稳定分析中运用广泛,但目前关于刚体极限平衡法中各参数对安全系数影响的敏感性研究还不够深入。为此,本文采用正交设计,依托工程实例,以安全系数作为评价指标,分别采用极差方法和方差方法对双斜失稳模型中的参数对于试验指标敏感性进行了分析。结果表明,对于安全系数而言,参数敏感性由大到小为:滑动体抗剪断摩擦系数f′_1、抗力体BC面与水平面的夹角β、抗力体凝聚力系数c′_2、滑动体凝聚力系数c′_1、抗力体抗剪断摩擦系数f′_2。其中因素f′_1、β、c′_1、c′_2对抗滑稳定安全系数具有高度显著影响,敏感性高;而因素f′_2对指标具有显著影响。针对坝基问题提出相对经济合理的处理措施,为实际工程提供参考。

重力坝深层抗滑稳定安全评价若干问题的思考——兼对《对重力坝设计规范中双斜滑动面抗滑稳定分析公式讨论意见》的答复

本文简要回顾了重力坝设计规范中深层抗滑稳定分析采用分项系数极限状态方法的必要性 ,答复了《对重力坝设计规范中双斜滑动面抗滑稳定分析公式讨论意见》提出的几个问题 ,说明了在重力坝深层抗滑稳定计算中应注意的几个问题。

重力坝深层抗滑稳定三维地质力学模型破坏试验研究

针对武都碾压混凝土重力坝4个典型坝段的坝基深层抗滑稳定问题,开展了重力坝天然地基条件下三维地质力学模型超载法破坏试验和加固地基条件下三维地质力学模型综合法破坏试验,得到了坝基的变形及其分布特点,以及模型的破坏过程和破坏形态,研究了加固处理前后坝与地基稳定安全问题。试验结果表明:武都重力坝16#～19#坝段在天然地基下存在深层滑动问题,在进行了以置换混凝土塞为主的加固处理后,有效地阻隔了断层破裂面的扩展和滑移通道的形成,使坝基的深层滑动稳定得到了良好的改善。

坝基三维深层抗滑稳定分析的极限方法

基于塑性力学上限解的基本理论,将边坡稳定性评价的三维极限分析方法应用于坝基深层抗滑稳定分析中,通过将滑体离散为一系列具有倾斜界面的条柱体,并假定滑体中存在一个“中性面”,在这个面上,滑体的速度均与这个面一致,然而计算条柱体体系的协调速度场,就可以方便地求出滑体的稳定系数。实例分析表明,该方法适用于具有显著三维滑动效应的坝基深层抗滑稳定性评价。

复杂地基上重力坝深层抗滑稳定分析

对于地基中含有多条软弱带、裂隙等可能构成多种组合滑动形式的重力坝深层抗滑稳定问题,由于滑动面不明确,无法采用传统的刚体极限平衡法进行分析。强度折减法无需假设滑裂面,根据特征点位移突变以及塑性区贯通等判断准则可确定整体稳定性。采用强度折减法,分析了某重力坝加固前后在正常荷载组合及地震工况下的深层抗滑稳定安全系数。计算结果表明,各种工况下坝基抗滑稳定安全系数均满足要求;设置齿槽加固后安全系数得到提高。

重力坝深层抗滑稳定分析的块体单元法

本文通过对块体单元法基本假定适用条件的分析及块体单元法在重力坝深层抗滑稳定分析中若干问题的研究，提出了基于块体弹塑性结构面材料模型进行重力坝深层抗滑稳定分析的块体单元法，并结合工程实例进行了分析．结果表明：该方法计算效率和计算精度均较高．

亭子口重力坝深层抗滑稳定分析及基础处理

亭子口重力坝为红层地区第一高坝，坝基地层倾角平缓（1°～3°），软弱夹层较多，坝基深层抗滑设计是工程关键技术。在利用抗剪断强度理论坝基抗滑稳定的基础上，通过分析比较常见的坝基基础处理措施，最终确定亭子口重力坝坝基采用封闭抽排措施，并在坝踵处设置混凝土深齿墙，切断软弱夹层，以提高坝基深层抗滑稳定。按照重力坝设计规范要求，在采用“等安全系数法”进行坝基抗滑稳定计算时，对抗力倾角φ的取值进行研究分析后取15°。

重力坝深层抗滑稳定分析

根据有限元强度折减法的基本原理,结合某重力坝静动力抗滑稳定问题进行静力条件下的抗滑稳定计算,基于反应谱法导出水平地震剪力以考虑地震对稳定的影响,并将该剪力作用在建基面上,在此基础上进行动力条件下的抗滑稳定分析。计算结果表明:该水电站溢流坝静动力深层抗滑稳定满足规范要求。

基于分项系数有限元法的观音岩大坝深层抗滑稳定分析

材料强度储备系数法在重力坝深层抗滑稳定分析中得到了普遍应用,但该方法未考虑荷载的不确定性,且认为岩体强度可以无限度的降低,其安全系数不能表达坝基实际的可靠度。在分项系数有限元法的基础上提出了一种新的重力坝深层抗滑稳定计算方法——有界降强分项系数法,该方法将影响坝基稳定的变量经分项系数处理后,采用强度储备系数法考虑岩体强度可能的弱化,并以相同岩体抗剪参数的统计规律来控制其弱化下界。采用该方法对观音岩重力坝11号坝段进行了深层抗滑稳定分析,并与传统方法计算结果进行对比,结果表明:所提方法计算的安全系数比分项系数有限元法略大,不同方法计算所得大坝稳定性是一致的,说明所提方法应用于重力坝深层抗滑稳定是合理可行的。

基于双滑面模型的混凝土重力坝深层抗滑动力稳定分析方法

地震作用下混凝土重力坝的深层抗滑稳定是设计关心的问题。应用刚体极限平衡方法,并与有限元相结合进行重力坝深层抗滑稳定动力分析,制定了相关的计算流程:①通过黏弹性地基模型考虑地基岩体的辐射阻尼效应;②通过不同岩体中地震波速的分段处理确定入射波在不同岩体中的传播时间,从而考虑岩层的不均匀性;③应用直接计算截面内力的方法提取有限元结果中的滑动力和阻滑力,并采用规范给出的抗滑模型进行深层抗滑稳定分析;④通过敏感性分析确定了双滑面模型的 2个关键参数,并比较了地基均匀性对结构变形和稳定的影响。基于上述计算流程,结合小南海重力坝工程实例,计算了地震作用下重力坝深层抗滑稳定安全系数,计算结果验证了方法的有效性,并与常规方法作了对比,其一致性较好。

混凝土重力坝深层抗震抗滑稳定分析研究

混凝土重力坝沿坝基深层缓倾角软弱结构面的抗滑稳定是工程设计的一个关键技术问题,深层抗滑稳定分析主要采用刚体极限平衡的等安全系数法。在深层抗滑稳定分析中发现,抗力角的合理选取及抗力体底滑面角的确定对计算成果的可靠性至关重要。通过对亭子口重力坝深层抗震抗滑稳定性的分析研究,提出了抗力角的取值原则,即其最大值不能超过坝趾基岩竖直面上主应力方向与水平面的夹角,以及以抗力最小为原则确定抗力体底滑面与水平面的夹角;并依此原则用刚体极限平衡等安全系数法分析论证了该重力坝表孔坝段初步设计方案深层抗震抗滑的稳定性。

重力坝深层抗滑稳定的体系可靠度分析

对于重力坝双斜面深层抗滑稳定,采用一次二阶矩法和等效线性化计算了滑动体、抗力体及体系的抗滑稳定可靠指标;赋予安全系数广义的含义,采用蒙特卡罗法计算重力坝双斜面深层抗滑稳定的体系可靠指标,并与一次二阶矩法和等效线性化计算的体系可靠指标作了比较,探讨了可靠度分析法与安全系数设计法之间的联系。结果表明,安全系数设计法中,一个粗略的安全系数不能真实、准确地反映重力坝深层抗滑稳定的安全度水平,建议结合可靠度分析法和安全系数设计法,在安全系数设计法中引入分项系数,采用广义的安全系数,可供重力坝设计规范修订时参考。

基于JC法的重力坝深层抗滑稳定研究

【目的】研究重力坝深层抗滑稳定特性,为确保大坝施工期、运行期抗滑稳定安全提供参考。【方法】基于JC法建立了重力坝深层抗滑稳定可靠度分析模型,以刚体极限平衡法构造了重力坝双斜滑动面深层抗滑稳定极限状态函数,以滑裂面抗剪断摩擦系数和抗剪断凝聚力为随机变量,分析重力坝双斜滑动面深层抗滑稳定安全度。编制基于JC法的重力坝深层抗滑稳定可靠度计算程序,对某水利枢纽工程非溢流坝段正常蓄水位情况下的危险断面进行分析。【结果】对某水利工程非溢流坝段在正常蓄水位下危险断面的分析表明,采用JC法可靠度计算程序计算得到其双斜面深层抗滑稳定的可靠度指标β=4.36,其失效概率Pf=0;而采用传统的刚体极限平衡法计算得到其双斜面深层抗滑稳定的安全系数K=3.23,满足重力坝深层抗滑稳定基本组合工况下K>3.0的要求。2种方法计算结果均表明,该坝段的深层抗滑稳定满足要求。【结论】采用JC法可以运用可靠度理论实现重力坝深层抗滑稳定的计算与分析。

官地水电站重力坝深层抗滑稳定分析

官地水电站坝址区地质条件复杂,缓倾角错动带和裂隙较发育,分布比较普遍,因此坝基深层抗滑稳定问题受到高度关注。利用ANSYS有限元分析软件,选取#13坝段作为典型坝段,结合该坝段工程实际和概化的滑移通道,建立三维有限元模型,采用强度储备法分析坝基的深层抗滑稳定性、坝体及坝基的位移和应力变化规律。结果表明,三维非线性有限元分析在以塑性区贯通为失稳判据的情况下,最危险的滑移通道1的深层抗滑稳定安全系数大于3.0,可见#13坝段深层抗滑稳定满足规范要求。

观音岩重力坝深层抗滑稳定分析

采用基于非线性有限元理论的强度储备安全系数法,对观音岩重力坝坝基的深层抗滑稳定进行了研究。通过塑性屈服区的发展过程,得到坝基的渐进破坏过程、可能的失稳模式以及强度储备安全系数,并根据《混凝土重力坝设计规范》(DL5108-1999)采用基于分项系数的刚体极限平衡法对坝基抗滑稳定进行了核算,各坝段的深层抗滑稳定安全系数均大于1.0,满足规范要求;结果表明大坝坝基深层抗滑稳定是有保证的。

龙口水利枢纽厂房坝段深层抗滑稳定分析

采用二维有限差分程序对龙口水利枢纽混凝土重力坝厂房坝段进行深层抗滑稳定分析,采用强度折减方法,根据特征点位移突变临界破坏判据和止水帷幕部位夹层错动量达到1mm临界破坏判据分别得出了厂房坝段的两个深层抗滑稳定安全系数。分析结果认为采用夹层错动量达到1mm作为强度折减法临界破坏判据更适合该工程。厂房坝段基本组合深层抗滑稳定安全系数偏小,应采取一些加固措施。