Druker_Prager屈服准则与重力坝超载安全系数的相关分析

有限元法的计算精度与可靠性和屈服准则的适当选择直接相关。因此,在坝体稳定性数值分析中,屈服准则的选择对重力坝超载安全系数影响较大。为了研究屈服准则与重力坝超载安全系数的本质关系,进而给数值计算中屈服准则适当选择提供理论依据,运用应力解法推导了屈服准则随着罗代角的变化与重力坝超载安全系数之间的函数关系,并运用有限元法对向家坝水利工程大坝深层抗滑稳定性进行验证与研究。研究表明内切圆锥屈服准则使得超载安全系数取得极小值,坝体最容易发生塑性流动失稳,而扩展锥屈服准则下的超载安全系数最大,坝体不容易发生塑性流动失稳。

滑坡推力安全系数的讨论

不同安全系数定义下抗滑桩上推力设计值不同,探讨了不同安全系数下对滑坡推力设计值的影响,采用下滑力超载储备安全系数计算的滑坡推力设计值最大,同一强度储备安全系数的推力设计值大于双强度储备安全系数下的滑坡推力设计值。提出了双强度储备安全系数的滑坡推力计算,此中定义更符合边(滑)坡破坏的实际情况,传统的滑坡推力设计采用下滑力超载储备安全系数、也没有考虑滑体的积极因素,传统滑坡推力设计值有较大的下调空间,所以提出采用双强度储备安全系数计算滑坡推力,供大家参考和讨论,以逐渐形成共识。

改进的岩质凸块的超载储备极限平衡法

脱离模式是块体理论提出的有限可动块体的失稳模式之一。虽然直接塌落是地下工程中最常见的失稳现象,但是目前依然缺少适用的定量分析方法,这使得地下工程的开挖和加固设计缺乏必要的理论支撑。为此,提出了一种改进的考虑渐进破坏的岩块稳定分析方法。主要改进了3处:(1)引入超载基数和超载方向两个参数来量化描述储备荷载;(2)提出了Tan和Scal两种超载基数设定方式;(3)超载方向设定在节理锥的边界扇面上。算例验证结果表明,改进方法完全兼容现有双面滑模式的安全系数算法,实现了脱离模式的定量稳定性分析。最后,讨论了改进方法的刚度参数取值方法及其敏感性。

大型水电工程导流洞封堵体稳定性分析

水电工程导流洞封堵体稳定性对于电站蓄水发电和安全运行至关重要。研究总结对比了国内外导流洞封堵体稳定性设计和计算方法;在此基础上,采用三维弹塑性数值分析方法对构皮滩水电站封堵体在设计水位下各种工况的应力、变形和稳定性进行了计算分析;进而引入超载方法,研究堵头及堵头与围岩接触面从局部到整体破坏的渐进失稳过程,对其稳定性进行分析和综合评价。研究结果表明：设计挡水水位条件下,各种工况堵头结构变形不大,最大变形在1.1~1.4 mm;接触面剪切应变较小,接触面塑性区延伸范围和破坏比例不大;超载法计算表明,堵头结构可承受的安全荷载在3.5~5.5倍设计水头,大于规范要求的安全系数,堵头结构的设计长度和结构形式在安全稳定方面可以满足规范要求;采用超载安全系数法研究类似导流洞封堵体结构的极限承载能力更加合理有效。

白鹤滩拱坝极限抗震能力研究

在模拟白鹤滩拱坝横缝、坝基交接面和地基可能滑块的基础上,对坝与地基系统进行有限元网格剖分,计入地震动能量向无限远域地基逸散的地基"辐射阻尼"效应,通过超设计地震作用的超载计算和在设计地震作用下降低地基滑块结构面抗剪强度的降强计算,综合分析坝与地基残余位移、缝面开合情况以及坝基交接面开裂范围及其对灌浆帷幕的影响等,获得白鹤滩拱坝超设计地震的超载安全系数约为2.0,设计地震作用下强度储备安全系数约为2.0,白鹤滩拱坝满足设计和校核地震的抗震稳定要求且具一定的超载能力的结论。

亭子口大坝深层抗滑稳定试验研究

深层抗滑稳定一直是重力坝设计中的关键性问题。实际工程坝基岩体往往存在软弱结构面、缓倾角裂隙、断层等,这些不利结构面组合可能构成坝基内连续或断续的滑裂面,从而对坝基的深层抗滑稳定性造成严重威胁。为了给设计基础处理优化方案提供依据,并对数值分析进行验证,采用地质力学模型试验技术,研究亭子口表孔坝段深层抗滑稳定问题。试验分别进行基础处理和不处理2个方案的研究,对运行工况下大坝及基础关键部位位移场及规律进行分析,并得出超载作用下大坝及基础位移规律、破坏机理、滑动路径和抗滑安全系数。对基础处理前后的亭子口坝基深层抗滑稳定性及加固处理措施作出安全评价。

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。

从模型试验看龙羊峡工程堵头的力学性态

通过物理模型试验 ,本文分析了龙羊峡工程导流洞堵头的受力性态 ,论述了堵头的超载安全系数可以达到 5 ,揭示即便超载安全系数达 1 1时 ,堵头也不会沿洞壁推出。对于大型堵头笔者建议塞体总长一般可以在 1 .5～ 2 .0倍洞径情况下选取 ,必要时经非线性有限元或物理模型试验最终予以肯定。文中并对其它一些设计问题进行了讨论。

立洲拱坝坝肩稳定破坏试验研究

立洲水电站是木里河干流水电规划的重要梯级电站,该工程的大坝为碾压混凝土双曲拱坝,最大坝高132m,坝址区地质条件较为复杂。为了研究该拱坝与地基的整体稳定问题,采用了三维地质力学模型超载法试验,在模型中充分反映断层、层间剪切带、长大裂隙及裂隙带等复杂地质构造对坝与地基整体稳定的影响,而且在试验过程中将光纤光栅传感器布置在坝顶及上游坝面,监测坝体超载过程中的应变,从而分析坝体的开裂破坏过程。试验研究获得了坝肩抗力体变位分布特征,确定了拱坝与地基的超载安全系数和坝肩破坏形态,为工程的设计和施工提供了科学依据。

基于不平衡推力法的边坡可靠度分析

Rosenblueth方法是一种简单实用的可靠度指标计算方法,不需要了解各状态变量分布函数,只要利用它们的均值和方差,就可求得边坡的可靠指标。推导了下滑力超载储备安全系数的显式表达式,以此式作为边坡可靠度分析的状态函数,结合Rosenblueth方法的优点,给出了一种边坡稳定可靠度分析的实用方法。