復(fù)雜層狀地基重力壩仿真分析理論和抗滑穩(wěn)定研究.pdf

1、重力壩作為我國(guó)水利樞紐建設(shè)的主要壩型之一，其壩基的抗滑穩(wěn)定安全性一直是工程設(shè)計(jì)最關(guān)鍵和最受關(guān)注的問(wèn)題。實(shí)際工程中壩址具有良好地質(zhì)條件的情況較少，大多數(shù)重力壩都會(huì)遇到復(fù)雜的地質(zhì)情況。目前擬建或在建的高混凝土重力壩規(guī)模越來(lái)越大，大壩的地質(zhì)條件和穩(wěn)定性能也變得越來(lái)越復(fù)雜。本文基于大型有限元仿真軟件ADINA，研究了復(fù)雜壩基的本構(gòu)關(guān)系，分析了壩基力學(xué)參數(shù)的敏感性，重點(diǎn)探討了重力壩的抗滑穩(wěn)定分析方法。具體內(nèi)容如下： 1、綜述了目前國(guó)內(nèi)外重

2、力壩在抗滑穩(wěn)定分析的研究現(xiàn)狀，討論了各種重力壩安全評(píng)價(jià)方法。 2、研究了各向異性巖土材料的仿真分析理論，重點(diǎn)研究了橫觀各向同性材料的本構(gòu)關(guān)系以及復(fù)雜傾斜層狀地基的模擬方法，基于著名有限元軟件ADINA建立了復(fù)雜傾斜層狀地基上壩體與壩基有限元仿真計(jì)算模型。 3、針對(duì)目前計(jì)算重力壩深淺層抗滑穩(wěn)定缺乏配套設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，本文對(duì)強(qiáng)度折減系數(shù)法進(jìn)行了深入研究，提出了重力壩抗滑穩(wěn)定的“改進(jìn)突變性判據(jù)”-D-K準(zhǔn)則，即：以壩體關(guān)鍵點(diǎn)的

3、位移突變?yōu)橹饕袛嘁蛩赝瑫r(shí)參考有限元計(jì)算的不收斂、塑性區(qū)以及塑性應(yīng)變區(qū)的開(kāi)展情況來(lái)綜合判別壩體失穩(wěn)，并進(jìn)行了算例考證。 4、探討了重力壩動(dòng)力穩(wěn)定性的研究方法。采用強(qiáng)度折減方法，研究可能滑移面的位移時(shí)程曲線，對(duì)于那些不能滿(mǎn)足穩(wěn)定波動(dòng)的點(diǎn)取為關(guān)鍵點(diǎn)，研究其時(shí)程末-的位移值D對(duì)應(yīng)折減系數(shù)K的曲線，由D—K曲線的突變、塑性區(qū)以及塑性應(yīng)變分析其滑移失穩(wěn)形態(tài)，綜合得到失穩(wěn)安全系數(shù)。 5、對(duì)阿海水電站混凝土重力壩建立了三維仿真分析模型

4、，考慮地基的傾斜成層特點(diǎn)，壩基材料采用橫觀各向同性體材料，并在ADINA中通過(guò)轉(zhuǎn)變材料坐標(biāo)系進(jìn)行模擬。首先研究了大壩的應(yīng)力和位移規(guī)律，接著對(duì)該重力壩的典型壩段地基力學(xué)參數(shù)進(jìn)行敏感性分析，研究了橫觀各向同性地基力學(xué)參數(shù)變化對(duì)壩體與壩基應(yīng)力與變形的影響。研究成果揭示了傾斜層狀地基建壩與常規(guī)地基建壩的不同，對(duì)設(shè)計(jì)具有較大的參考價(jià)值。 6、以阿海水電站重力壩為例，用剛體極限平衡法、強(qiáng)度折減系數(shù)法對(duì)大壩的安全性進(jìn)行了研究，重點(diǎn)采用強(qiáng)度折減