地震作用下超孔隙水壓力變化對堰塞壩穩(wěn)定性影響研究.pdf

1、本文概述了邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)的定義，并對動荷載作用下精確計算振動孔隙水壓力的發(fā)展史、邊坡靜力和動力穩(wěn)定分析方法及地震作用下邊坡失穩(wěn)機理進行了詳細介紹;其次依據(jù)滲流理論和動力有限元法，分別詳細敘述了巖土專用軟件Geo-Studio中地下水滲流分析模塊SEEP/W具備的特點、理論基礎、其非飽和滲透系數(shù)的確定、滲流分析定解條件、收斂判別準則，及動態(tài)響應分析模塊QUAKE/W具備的土體本構模型、振動孔隙水壓力模型、有限元動力基本方程、動力邊界條件

2、及動力分析的迭代收斂準則。
　　針對本課題研究，運用有限元軟件Geo-Studio建立了二維堰塞壩動力穩(wěn)定分析的數(shù)值模型，并基于單因素分析法，通過超孔隙水壓力時程曲線，依次分析由地震動基本要素，上游水深深度，壩體幾何形狀參數(shù)、壩體物理力學參數(shù)的改變而引起的超孔隙水壓力的變化規(guī)律;同時依據(jù)吳兆營提出的動安全系數(shù)的評價方法，找出了壩體穩(wěn)定系數(shù)由于影響因子改變而發(fā)生的變化規(guī)律，并根據(jù)兩者間的曲線關系，計算出各因子對動穩(wěn)定系數(shù)的敏感度。分

3、析結果表明:就敏感度而言，迎水坡坡比＞壩高＞內摩擦角＞峰值加速度＞水深＞粘聚力＞河床傾角。
　　以米堆溝終磧堤作為研究的典型實例，運用有限元軟件Geo-Studio分析了壩體分別在地震烈度7、8、9度作用下造成的終磧堤堆積體其超孔隙水壓力的分布變化及上游壩坡穩(wěn)定性。分析結果表明:壩體超孔隙水壓力的分布，隨著地震烈度的增大，由坡腳沿坡面向上、沿壩底向中心，逐漸向中央部位擴散，進而發(fā)展到在強震作用下堆積體中央部位其超孔隙水壓力的分布隨

4、著高程的增大而減小;地震烈度每升高一度，由地震強度造成的兩相鄰烈度間的超孔隙水壓力間的最大差值愈大。
　　為了盡快對可能出現(xiàn)險情的天然土石壩作出動穩(wěn)定性判斷，依據(jù)正交試驗設計法，并根據(jù)影響因子的敏感度大小，選擇敏感度較大的因子作為試驗因素，運用Geo-Studio軟件制作出了天然土石壩地震穩(wěn)定性快速評估表;并通過查表對應地震烈度7、8、9時，終磧堤上游壩坡動穩(wěn)定系數(shù)分別為1.566、1.327、1.023,與米堆溝終磧堤的數(shù)值模擬