渗流引起强度降低的三维强度折减有限元程序

在探索耦合理论基础上，研制出了一个考虑渗流场和由于泡水含水量变化引起岩土体强度参数降低的三维强度折减有限元程序。通过实例计算并与传统极限平衡法实例计算分析结果对比研究，对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价，得出采用三维强度折减有限元法确定考虑渗流场和由于泡水含水量变化引起岩土体强度参数降低的边坡稳定性安全系数是可行的结论。     

深厚覆盖层上RCC重力坝多场耦合强度折减法

强度折减法比极限平衡法理论上更加严密,而局部强度折减法相对于整体强度折减法更加接近岩土工程破坏的实际.为解决深厚覆盖层上碾压混凝土重力坝抗滑稳定计算问题,进一步完善局部强度折减法,针对局部强度折减法中的数值病态、多场耦合求解、初始参数确定、折减过程中相关参数和折减区域动态调整等问题,分别采用h型自适应网格、COMSOL Multiphysics多物理场耦合有限元、粒子群分区反演、渗透率随围压变化、根据应变状态接近屈服的程度及速率大小动态获取折减区大小等一系列措施,提出了改进局部强度折减法.实际工程中河床溢流坝段和左岸岸坡坝段三维有限元模拟结果表明,所提出的方法能克服常规局部强度折减法带来的计算异常,合理获取应急除险加固后大坝的抗滑稳定安全系数.     

改进的节理岩体强度参数经验确定方法及工程应用

在节理岩体工程的数值计算及稳定性评价中,强度参数的确定至关重要.在原位试验受到各种限制无法进行时,经验确定方法不失为一种好的选择.在大量收集国内外节理岩体强度参数经验确定方法的基础之上,提出了改进的节理岩体强度参数经验的确定方法,即对完整岩石进行"尺寸效应折减"与"节理化折减"的二次折减法,并应用于某坝址区工程实例中,所得的计算值与现场实测抗压强度值接近,较以往的经验确定方法更加准确,证明了节理岩体强度的降低是尺寸效应与节理化综合作用的结果,为节理岩体强度参数的研究提供了一条新的思路.     

岩体力学强度参数选取方法研究

在工程岩体数值模拟中,为了选取合理的岩体力学参数,克服传统经验折减法的不足,文章引入模糊数学法对所用岩石的力学强度参数进行折减。取某矿一条代表性矿脉的4种岩石,通过室内劈裂拉伸试验、抗压和剪切等试验获得了这4种岩石的力学强度参数;采用文中方法进行计算,求得折减系数,由此得到新的岩石力学参数。根据计算所得的岩体力学参数,运用FLAC 3D对该矿700中段运输大巷巷道开挖不支护和实施锚喷支护后的围岩塑性区分布进行数值模拟,其模拟结果与现场观测的情况基本一致,表明该方法是一种有效合理的方法。     

双强度折减法的配套折减机制

双强度折减法考虑了c、φ的不同折减程度,更符合真实情况.采用单独折减tanφ所确定的折减系数R_1和单独折减c所确定的R_2来定义双折减的配套折减系数K=R_1/R_2.分析发现该种定义符合前人所提出的物理、力学机制,从强度参数空间的角度解释了K=R_1/R_2在稳定系数大于1的黏性土质边坡中的合理性.用参数路径的概念分析双强度折减法的本质——强度参数的劣化,并围绕所提出的两个问题进行解释;结合初始强度参数点、临界状态点、折减路径、临界状态的分析,较为细致地分析了该方法计算过程和结果的意义.将4个算例的计算结果与传统强度折减法结果的对比,发现其结果均偏小,误差在5%以内.     

基于强度折减法的地下采场稳定性分析

以玲珑金矿东风矿区的阶段矿房法试验矿房采切为工程实例,采用强度折减法和具有拉剪破坏分析功能的FLAC程序,对矿房的稳定性进行分析.通过不断折减岩体材料的力学强度参数,使围岩塑性区接续扩展,直至采场发生破坏,此时的折减系数即为安全系数.计算结果表明,采场被切割后结构复杂,单纯根据塑性区范围大小或等效塑性应变贯通作为采场整...     

关于强度折减法在地下工程中的应用探讨

阐述了强度折减法存在争议的失稳判据和变形参数折战必要性等问题,并就其在地下工程中的应用进行讨论.推荐采用具有较高的精度和适用性的特征部位位移法和塑性区贯通作为土工结构失稳判据,建议对弹塑性本构关系变形参数折减规律进行更为深入研究,进一步提出通过强度,变形参数和应力、应变水平之间的演绎变化规律来进行强度折减更加符合岩土工程实际.强度折减技术在地下工程安全系数中的应用还须系统研究.     

土钉支护参数优选的正交有限元强度折减试验分析

将有限元强度折减法与正交试验设计相结合,用正交试验设计安排数值模拟,用有限元强度折减法计算的安全系数作为土钉支护稳定性评价指标,对主要支护参数进行正交有限元试验分析,根据不同参数取值水平计算的结果优选最佳的支护参数,为土钉支护定量化设计提供参考.     

岩质边坡变形量预警标准分析

随着三峡移民工程的进行,三峡库区出现了大量人工岩质边坡.选用合适的方法对库区边坡进行稳定性分析就显的尤为重要.本文数值模拟了三峡库区16处岩质边坡,通过对边坡岩土体材料参数的折减,用基于强度折减原理的Midas-GTS软件进行计算,获得边坡的安全系数和边坡濒临破坏时最大位移量.并将边坡变形量作为评价边坡稳定性的重要指标.     

基于滑带刚度退化的古滑坡自稳能力研究

研究了古滑坡的变形与其稳定性的关系.通过公式推导证明了在对古滑坡滑带进行力学参数折减过程中考虑刚度退化的必要性,提出考虑古滑坡滑带强度折减和刚度退化耦合作用的新方法,并给出了具体的耦合方式.依据大量的工程经验绘制古滑坡失稳变形曲线,提出古滑坡自稳能力预警位移值和极限位移值的概念和确定方法.最后结合工程算例,对全局强度折减、滑带强度折减、考虑滑带强度折减和刚度退化耦合作用的三种方法所得结果进行了对比分析,计算表明,采用考虑滑带强度折减和刚度退化耦合作用的方法分析古滑坡变形场更符合实际情况.     

基于降强法的拱坝坝肩动力稳定分析研究

拱坝坝肩动力抗滑稳定分析,关系到拱坝建设是否安全可靠及经济合理,具有重大的意义.结合工程实例,以有限元理论为基础,利用拱坝抗震研究的静动组合算法,首先在静力工况下求解出坝体作用于坝肩滑体的作用力,在此基础上,保持与静力工况同样的材料折减系数,施加由反应谱法得到的地震荷载,进行降强稳定计算,得出动力安全系数,为工程建设提供了设计依据.     

三峡左厂3号坝段坝基深层抗滑稳定性有限元分析

三峡工程左厂3号坝段的主要工程地质问题是深层抗滑稳定问题。根据结构面和断层的实际产状建立了包含41条长大结构面及5条断层的三峡大坝左厂3号坝段和4号坝段联合作用的三维有限元模型，模型中的结构面采用Goodman节理单元。采用强度折减有限元法研究了左厂4号坝段对3号坝段深层抗滑稳定安全系数的影响，分析了不同折减系数时大坝的塑性区分布规律，给出了基于有限元计算结果的大坝安全系数评价方法。结果表明，3号坝段对3号坝段安全系数为3．5，4号坝段对3号坝段安全系数的提高有一定的帮忙作用，但作用不大。     

基于变形资料的拱坝坝肩稳定安全度分析

针对各种可能工况,通过降强有限元法分析拱坝稳定安全储备系数和相应的坝肩变形场,利用人工神经网络强非线性映射的特点,建立稳定安全储备系数和相应坝肩变形场的映射关系,结合坝肩实测变形场,提出基于实测变形资料的稳定安全储备系数分析方法.应用实例表明,该方法有效可行,为利用变形资料评判拱坝的稳定性提供了量化依据.     

基于ABAQUS强度折减法某铀尾矿坝稳定性分析

将ABAQUS有限元软件和强度折减法相结合,充分利用ABAQUS的强大后处理能力对某一铀尾矿坝稳定性进行分析.通过把坡面的特征控制点的位移突变和滑移面塑性区从坡脚到坡顶的贯通作为边坡整体失稳的标志,当滑移面的塑性区贯通,塑性应变和特征控制点的位移发生突变时,则坝坡就处于滑动破坏临界状态,而此时的强度折减系数就定义为坝坡稳定的最小安全系数.通过某铀尾矿坝稳定性分析的实例,可以准确形象的预测出坝潜在坡滑动面的位置和评价坝坡的稳定性,尤其对地形复杂的边坡稳定性分析简单适用.     

用原型观测资料反馈混凝土坝的实际安全度

提出了利用大坝原型观测资料,应用改进后的JC法复核混凝土坝的稳定、强度和抗裂安全度的基本原理.其中重点研究各种坝型的主要随机变量的选择、失事模式、计算可靠指标时的初值选择.以及改进后的JC法迭代格式.应用这些原理复核了某重力坝的强度、稳定(沿地基面和深层滑动面)安全度和某连拱坝的稳定、强度与抗裂安全度;得出重力坝的安全度由强度控制,某连拱坝的安全度由抗裂和强度控制的结论.     

拱坝整体非线性稳定分析

根据拱坝的结构特点,针对乌江构皮滩拱坝坝址区存在的层间错动带,软弱夹层及断层破碎带等的复杂地质条件,采用三维非线性有限元法研究其应力应变及稳定问题,对大坝的安全性进行评估,为初步设计提供应力,位移及稳定安全系数等方面的参考依据。     

覆盖层地基上250?ｍ级土石坝抗震分析

以某250 m级高心墙堆石坝为例,运用三维非线性静动力有限元方法,模拟大坝的施工、蓄水过程,计算分析了坝体及坝基在场地谱人工地震波作用下的动力反应,验算了心墙及反滤料的动强度,采用Seed建议的安全系数法验算了坝基砂层发生液化的可能性.分析结果表明,坝顶部位的心墙及反滤层均存在动强度不足的问题,处理好材料密度、动强度及心墙拱效应的关系是解决该问题的关键.建议挖除坝基覆盖砂层,防止砂层液化,确保大坝安全.     

带缝重力拱坝安全监控指标拟定方法探讨

安全监控指标是实施大坝安全监控的依据，对保证大坝安全运行具有重要意义．本文联系大坝强度、抗裂和稳定等条件，对带缝重力拱坝监控指标拟定方法进行讨论；重点对典型监测量小概率法进行详细论述；结合陈村重力拱坝原型观测资料拟定监控指标，进而推求出大坝运行控制水位，为大坝安全运行提供了依据．     

基于振型分解反应谱法的重力坝抗震安全评价

振型分解反应谱法是重力坝抗震计算广泛采用的一种动力分析方法.目前的静动应力叠加原则基本上可概括为强度最不利应力叠加原则和稳定最不利应力叠加原则.金安桥水电站碾压混凝土重力坝左岸坡坝段群抗震安全评价结果表明,对于重力坝,为偏安全计,当进行抗震强度评价时,必须对静动应力叠加采用强度最不利应力叠加原则,而当进行抗震稳定性评价时,必须对静动应力叠加采用稳定最不利应力叠加原则.评价结果显示,金安桥水电站碾压混凝土重力坝的安全性能满足现行抗震规范的要求,这说明了金安桥水电站碾压混凝土重力坝结构设计合理,能够抵御设防地震.     

充填管袋堤坝结构断面优化设计

采用现代设计理论研究充填管袋堤坝结构断面的优化设计问题。构建以充填管袋堤坝结构断面关键几何尺寸为设计变量,堤坝工程造价最低为目标函数,设计高水位、设计低水位以及水位骤降3种工况下的边坡稳定安全系数等为主要约束条件的结构优化设计数学模型,借助FLAC3D软件进行结构分析并验证其边坡稳定性,优化模型求解采用复合形法。实例计算结果显示:优化设计方案与原设计方案相比,堤坝结构工程造价降低22.7%,土工管袋抗拉强度达到临界约束,堤坝结构的受力和变形状态有所改善,优化调整效果明显且经济效益显著。