基于有限元强度折减法的边坡在不同工况下的安全状态分析

使用ANSYS软件,对边坡进行二维建模,采用二维有限元强度折减法对不同工况下边坡的进行安全稳定性分析.当有限元计算的数值不再收敛时,边坡处于临界状态,此时的折减系数(F,值)即作为边坡稳定安全系数K.计算得出各种工况下的安全稳定系数,进而对边坡的稳定情况做进一步分析.结果采用有限元强度折减法求得的边坡安全系数与传统的刚体极限平衡法求出的结果近似.     

非饱和土边坡稳定分析中强度折减法与条分法的比较

【目的】对比分析不同基质吸力分布条件下,Bishop条分法和强度折减有限元法计算结果的异同。【方法】在考虑非饱和基质吸力条件下,基于Bishop条分法和强度折减有限元法的计算原理和实现方法,开发了可考虑基质吸力的Bishop条分法和强度折减有限元法的相关程序,并且针对某边坡工程进行了计算分析。【结果】在基质吸力逐步减弱直至丧失的过程中,2种方法均在一定程度上反映了非饱和土边坡安全系数降低的现象,但二者确定的安全系数大小有一定差异,且二者确定的潜在滑动面形状和位置差异较大。【结论】相比而言,在较复杂基质吸力分布条件下,强度折减有限元法适用性较好、计算结果较合理,有较大的发展前景。     

有限元强度折减法在二塘沟水库右岸天然边坡稳定分析中的应用

用强度折减有限元法对边坡重力作用下开挖前后的稳定性进行了较为全面的对比分析研究。采用Drucker-Prager屈服准则,运用ANSYS软件作为计算分析工具,对二塘沟水库右岸天然边坡开挖前后的稳定性进行了模拟计算,并分析了天然边坡开挖前后的应力-应变状态,为边坡的治理决策提供了依据。     

谈西关门水库土坝坝体稳定复核

本文针对西关门水库坝体根据《碾压式土石坝设计规范》(SDJ274-2001)规定,土坝稳定分析采用瑞典圆弧法,(不计条块间作用力)进行边坡稳定计算,大坝稳定分析计算采用北京理正软件设计研究所编写的“边坡稳定设计软件(5.6PB1版)”坝坡稳定计算结果看:上游坝坡均稳定,下游坡整体稳定,局部在桩号0+040~0+100内下游坝坡不稳定,存在脱坡现象.     

基于离散元法植物根系对黏性土坡稳定性的影响

针对传统有限元方法不能够从细观尺度研究植被固坡作用的问题,采用离散元模型结合强度折减法,研究植被护坡位置对黏土边坡稳定性的影响。模拟结果表明:1)应用离散元模型结合强度折减法得到的无护坡情况下边坡安全系数为1.08,应用有限元模型得到的安全系数为1.09,表明采用离散元模型结合强度折减法分析边坡稳定是可行的;2)植被护坡位置对黏土边坡稳定性具有不同程度的影响:仅在坡面、坡脚或者坡顶种植植被时,植被对边坡的稳定性影响很小;3)当在坡面与坡脚或者坡顶与坡底都种植植被时,植被对边坡的稳定性具有较大影响,且当在坡顶、坡面和坡底全都种植植被时,对边坡稳定性的影响最大,边坡稳定性最高。研究结果为实际工程中植被护坡铺设位置的选择提供了相应的理论依据。     

基于土石坝非线性抗剪强度指标的坝坡失稳风险分析

为准确合理地分析土石坝坝坡失稳风险,综合考虑抗剪强度指标的不确定性和非线性,进行坝坡失稳风险计算.并将基于土石坝非线性抗剪强度指标的坝坡失稳风险分析应用在柴河水库大坝风险计算中,求得柴河水库大坝坝坡失稳风险度为0.976×10-4,表明柴河水库大坝坝坡稳定性居于允许阈值区间,但略偏向于不可容许风险,建议多加关注柴河水库大坝坝坡稳定状况.     

柔性防护条件下高陡岩质边坡破坏过程的大变形有限元分析

针对柔性防护系统条件下高陡岩质边坡的稳定性分析,利用弹塑性大变形理论,引入计算大变形问题更新的拉格朗日方法,考虑了具有断层的高陡岩质边坡的材料非线性和几何非线性,并利用强度折减法对边坡的安全系数进行计算分析。结果表明:考虑大变形理论下的柔性防护系统可更有效地提高边坡安全系数,在技术上和经济上都具有一定的优越性。     

柳杉不同树龄根系加筋作用对边坡稳定性的影响

【目的】在浅层滑坡比较频繁的四川省北川县,开展了不同年龄柳杉根系对边坡稳定性作用的研究。【方法】测定3、6和9a生的柳杉不同深度土壤中根的长度,并计算其垂直消弱系数;测量不同直径根的抗拉力及抗拉强度;将土带回做根土直剪试样的剪切强度,并简单计算边坡的稳定系数。【结果】9a生柳杉根系的β最高,垂直分布较深,3个年龄段根系直径较小时抗拉力及抗拉强度差别很小,当直径超过4mm时差距较明显。9a生的直剪试样cr增加最明显,含水量大时土壤的黏聚力有所降低。现有植被情况下边坡稳定系数较裸坡增加了33.53%⁸8.93%。【结论】随着柳杉年龄的增长,根系生物量不断增加,其根系加筋作用使边坡稳定性有所提高。     

坡度对含根坡体稳定性的影响

为了定量化分析在不同坡度条件下植被根系对边坡稳定性的贡献,采用不固结不排水三轴压缩试验测定研究区不含根土体及2种灌木植物根-土复合体的抗剪强度参数,应用极限平衡法分析不同坡度对边坡稳定性的影响。通过算例分析,发现当坡度在25°以下时,有根系边坡的稳定系数比素土边坡的稳定系数增大1倍以上;当坡度在25°~50°之间时,种植灌木四翅滨藜的边坡稳定性较种植柠条锦鸡儿边坡平均增加38%,其中四翅滨藜可提高边坡稳定系数1.38~0.80,柠条锦鸡儿提高边坡稳定系数在1.03~0.56之间,植物根系对边坡土体发挥着重要的加筋和锚固作用;当边坡坡度超过55°时,2种灌木植物根系对边坡稳定性的影响相对较小。     

基于正交试验土石坝热-流耦合模型参数的敏感性分析

【目的】研究热-流耦合模型参数的敏感性,减小运行期土石坝热-流耦合模型参数校正过程的工作量,为土石坝热-流耦合模型参数选取提供依据。【方法】采用正交试验法,以某水库土石坝为例,基于大坝热-流耦合模型,以坝体与坝基平均温度作为敏感性分析的主要指标,对大坝热-流耦合模型各参数的敏感性进行分析。【结果】渗透率和土体比热容对土石坝温度场影响较敏感,其极差值分别为0.124 5和0.086 2,其余参数的敏感性由强到弱依次为孔隙率(n)、饱和含水率(θs)、导热系数(λ)、残余含水率(θr)和土体密度(ρ),极差值分别为0.046 5,0.029 3,0.026 6,0.014 3和0.011 3,相对于渗透率和土体比热容,这5个参数对于温度场计算结果的影响较小。【结论】在对土石坝温度场进行校正时,应将模型中的渗透率和土体比热容作为重点参数。     

应用于过水土石坝的圆弧曲线堰过流能力初探

对于在过水土石坝上设置圆弧曲线堰后的过流能力进行了试验研究,根据几组圆弧曲线堰过流能力的比较,初步分析了圆弧曲线堰的流量系数变化规律及圆弧半径等对其的影响。试验结果表明圆弧曲线堰相对于梯形堰有着更大的流量系数。同时,圆弧曲线堰的流量系数随圆弧半径R值的减小而增大,上下游坡度较陡的圆弧曲线堰具有较大的流量系数。     

复杂地形黄土斜井稳定性分析及施工优化

为了研究复杂地形黄土斜井开挖数值模型,分析开挖前后坡体稳定性和斜井结构安全性,优化设计施工方案,采用有限元强度折减法分析坡体稳定性,通过对比不同开挖方式下斜井的变形特点和应力分布规律,提出斜井开挖及支护优化方案。研究表明,根据实际地形采有限元方法模拟开挖过程、采用强度折减法分析坡体稳定性,不需要简化地形,可实现斜井开挖工况模拟和安全分析,对斜井设计和施工具有积极的指导作用。     

有限元法在土坝浸润线计算中的应用

 对病险土石坝进行病害诊断及治理,确定坝体浸润线位置是关键,常用的计算浸润线的方法有实测方法和水力学计算法,但这两种方法在实际工作中往往受到一定条件的制约。渗流有限元计算方法的出现,为土石坝浸润线的确定提供了理想的计算手段。以马房水库大坝为例,通过计算、比较,渗流有限元计算方法确定的浸润线成果可靠性较高,可以为大坝稳定性分析提供依据。     

陕西黄龙县尧门河水库大坝的渗透稳定分析

针对陕西黄龙县尧门河水库大坝坝体单薄、后坡坡比不符合规范要求及坝体浸润线过高的问题 ,用二维渗流有限元程序对坝体渗流场进行了计算 ,探讨了当前坝体浸润线过高的原因 ,并进行了渗透稳定分析 ,为大坝的安全论证提供了依据。     

基于条分法的铰接式混凝土砌块护坡稳定性分析

利用条分法对铰接式混凝土砌块护坡稳定性进行了分析,首先采用条分法计算了护坡土体(无砌块)的稳定性,然后对条分法加以改进(考虑砌块)计算了护坡整体的稳定性,通过两种方法的比较分析,表明毕肖普条分法更为适合。基于毕肖普条分法,进一步计算了不同坡角和不同砌块重量时护坡的稳定安全系数,结果表明不同坡角和砌块重量对护坡的稳定性有较小的影响。     

阿墨江三江口水电站混凝土面板堆石坝坝体计算

 采用简化Bishop法,分析了三江口水电站混凝土面板坝坝坡在施工期和正常运行期下的抗滑稳定性,针对河床冲积层特性进行了下游坝坡稳定敏感性分析,并采用E-B模型完成了竣工期、正常运行期的坝体的应力应变计算。结果表明,三江口水电站混凝土面板坝的设计是合理的。     

土石坝老化病害评价的量化分析法

土石坝由于受自然和人为因素的破坏，许多大坝都程度不同的存在裂缝、渗漏、滑坡、护坡破坏等隐患，成为病险库坝。准确、及时地诊断出土石坝的隐患和病害，及时采取处理和加固措施，对土石坝安全具有重大意义。本文在调查分析的基础上，依据土石坝监测资料，研究建立了土石坝老化病害程度评价的指标，应用多因素分析法对土石坝老化病害进行量化评价分级，从而为准确地评价土石坝老化程度，及时采取相应的预防、维修、加固、改造措施提供了科学依据。