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基于有限变形法（超载法）重力坝深层抗滑稳定分析发表时间：2019-12-26T09:27:44.273Z 来源：《建筑细部》2019年第15期作者：舒建国[导读] 本文利用ABAQUS有限元分析软件，建立考虑基岩岩体软弱夹层结构面力学特性的二维重力坝深层抗滑稳定弹塑性计算模型。
水利部珠江水利委员会技术咨询中心广东广州 510000摘要：目前，对于重力坝深层抗滑稳定分析，规范规定以刚体极限平衡法计算为主，必要时可辅以有限元法、地质力学模型试验等方法进行分析。
本文利用ABAQUS有限元分析软件，建立考虑基岩岩体软弱夹层结构面力学特性的二维重力坝深层抗滑稳定弹塑性计算模型。
关键词：有限元；重力坝；深层抗滑稳定；比较一、重力坝深层抗滑稳定问题重力坝深层滑动大致分为三种形式：（1）坝址下游由于长期流水冲刷作用，存在冲沟、冲坑等临空面，坝基岩体可能沿缓倾角软弱夹层向临空面方向滑移失稳；（2）坝址下游岩体为缓倾角软弱岩体，或存在横向软弱破碎带，在各荷载作用下易发生褶曲、压缩，甚至剪切破坏，导致坝基岩体沿软弱面滑动；（3）沿坝基岩体中存在两条（或多条）缓倾角软弱结构面，分别倾向上游和下游，即本文要讨论的双斜滑动面滑移。
二、稳定分析方法的研究现状1.刚体极限平衡法目前对于深层抗滑稳定的分析方法和深层抗滑稳定安全系数的计算，我国规范规定以刚体极限平衡法计算为主，必要时可辅以有限元法、地质力学模型试验等方法并进行综合评定，其成果可作为坝基处理方案选择的依据，有关重力坝深层抗滑稳定的规定见现行《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005）附录E 坝基深层抗滑稳定计算。
2.弹塑性力学有限单元法超载法属于弹塑性力学有限变形法的一种，计算坝体抗滑稳定安全系数时要先施加实际荷载，得到正常运行状态下坝体、地基的应力、应变等，然后加大作用荷载，直至大坝失稳破坏，得到此时坝体及地基的应力、应变及超载安全系数，并据此判断大坝安全度。
基于有限元法的混凝土重力坝抗滑稳定分析方法
张彬洪;姚激;李泽;王文全
【期刊名称】《水利与建筑工程学报》
【年(卷),期】2010(008)001
【摘要】混凝土重力坝抗滑稳定分析方法较常用的方法是抗剪断安全系数法,该方法忽视了坝体与基岩的应力应变关系,使接触面上的阻滑力与滑动力的计算结果存在一定的误差,导致抗滑稳定安全系数存在较大误差.利用有限单元法,在充分考虑坝体所受到的各种荷载及复杂的地质条件下,计算重力坝与基岩接触面上的阻滑力和滑动力,再利用抗剪断安全系数法对重力坝的抗滑稳定进行计算.得到了更为准确的能反应重力坝抗滑稳定的安全系数.分析结果表明,利用有限元法能够准确计算重力坝与基岩接触面上的阻滑力和滑动力,为重力坝抗滑稳定分析及评价提供了可靠依据.
【总页数】3页(P62-64)
【作者】张彬洪;姚激;李泽;王文全
【作者单位】武汉大学,水利水电学院,湖北,武汉,430072;广东水电二局股份有限公司,广东,增城,511340;昆明理工大学,工程力学系,云南,昆明,650051;昆明理工大学,工程力学系,云南,昆明,650051;昆明理工大学,工程力学系,云南,昆明,650051【正文语种】中文
【中图分类】TV642.3
【相关文献】
1.基于有限元法的碾压混凝土重力坝整体抗滑稳定分析 [J], 张丽;庞丹;刘建;陈然
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3.基于有限元法的混凝土重力坝抗滑稳定分析 [J], 张军涛;姜礼斌;唐春凤
4.基于ANSYS的堆石混凝土重力坝强度及抗滑稳定分析 [J], 马鸿钰
5.混凝土重力坝抗滑稳定实时分析方法 [J], 汪亚超;方国宝;陈小虎;李金友
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基于强度折减有限元法的边坡失稳判别准则探讨屈明东;张晓锋;吴再法【摘要】目前判别边坡失稳的依据没有一个统一的标准,在前人研究的基础上采用有限元强度折减法,把计算的收敛性、特征部位位移的突变性和塑性区的贯通性作为综合失稳判别准则.借助ADINA 有限元软件对典型算例进行了稳定分析,得出了有益的结论.【期刊名称】《浙江水利科技》【年(卷),期】2010(000)001【总页数】3页(P29-31)【关键词】强度折减法;边坡失稳;判别准则;安全系数;ADINA【作者】屈明东;张晓锋;吴再法【作者单位】杭州海河水利水电设计有限公司,浙江,杭州,311100;杭州海河水利水电设计有限公司,浙江,杭州,311100;杭州海河水利水电设计有限公司,浙江,杭州,311100【正文语种】中文【中图分类】O241.821 问题的提出当前,用有限元分析结构的应力应变场已有较为成熟的理论,实际工程应用可得到较为理想的结果。
用有限元强度折减法[1]进行边坡稳定分析的基本原理就是将边坡强度参数粘聚力c和内摩擦角Ф同时除以1个折减系数F,得到1组新的强度参数值c'和Ф′。
然后输入折减后的强度参数,再进行试算,直至边坡达到极限平衡状态(发生剪切破坏),同时得到临界滑动面,此时对应的折减系数F即为最小安全系数。
虽然以强度折减技术为基础的弹塑性有限元数值方法在边坡稳定性分析中已经得到了广泛应用,但由于目前尚缺乏统一的失稳评判标准,使得运用不同的失稳判据所估算的边坡总体安全系数存在一定的差异。
因此探寻合理有效的边坡失稳判据至关重要。
本文在前人研究的基础上,对目前主要采用的3个失稳判据进行了研究,并提出了一种有效的判别准则。
2 安全系数的综合评判方法目前,基于有限元边坡滑动破坏的标准主要有三种[2]:①在给定的收敛准则下,根据有限元解的收敛性确定失稳状态,即在给定的非线性迭代次数及限值条件下,最大位移或不平衡力的残差值不能满足所要求的收敛条件,则认为边坡在所给定的强度折减系数下失稳破坏[3];②根据计算域内某一部位的位移与折减系数之间关系曲线的变化特征确定失稳状态,如当折减系数增大到某一特定值时,某一部位的位移突然增大,出现拐点,则认为发生失稳;③通过域内广义剪应变等某些物理量的变化和分布来判断,如当域内的塑性区连通时,则判断为发生破坏[4]。
有限单元法在高拱坝坝肩动力稳定分析中的应用
有限单元法在高拱坝坝肩动力稳定分析中的应用
苏超;李俊宏;任青文
【摘要】利用有限元法及三维实体任意截面数据处理技术,建立了高拱坝坝肩稳定安全系数计算分析方法,并编制了相应的计算和处理程序.通过对某高拱坝动力稳定性的分析计算,给出了拱坝坝肩在3个典型高程分别沿两滑移面交线方向、侧滑面及底滑面滑动的最小安全系数.
【期刊名称】《河海大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2003(031)002
【总页数】4页(P144-147)
【关键词】高拱坝;动力计算;坝肩稳定
【作者】苏超;李俊宏;任青文
【作者单位】河海大学水利水电工程学院,江苏,南京,210098;河海大学水利水电工程学院,江苏,南京,210098;河海大学土木工程学院,江苏,南京,210098
【正文语种】中文
【中图分类】基础科学
第31 卷第2 期2003 年3 月河海大学兰兰报（自然科学版）Journal of HohaiUniversity(Natural Sciences) 有限单元法在高拱坝坝肩动力稳定分析中的应用苏超1 ，李俊宏1 ，任青文2(1.河海大学水利水电工程学院，江苏南京210098;2.河海大学土木工程学院，江苏南京210098) Vol.31No.2Mar.2003 摘要：利用有限元法及三维实体任意截面数据处理技术，建立了高拱坝坝肩稳定安全。
土工数值分析（一）土体稳定的极限平衡和极限分析目录1 前言 (2)2 理论基础－塑性力学的上、下限定理 (4)2.1 一般提法 (4)2.2 塑性力学的上、下限定理 (5)2.3 边坡稳定分析的条分法 (7)3 土体稳定问题的下限解－垂直条分法 (9)3.1 垂直条分法的静力平衡方程及其解 (9)3.2 数值分析方法 (11)3.3 垂直条分法的有关理论问题 (15)3.4 垂直条分法在主动土压力领域中的应用 (19)4 土体稳定分析的上限解－斜条分法 (23)4.1 求解上限解的基本方程式 (23)4.2 上限解和滑移线法的关系 (24)4.3 边坡稳定分析的上限解 (27)4.4 地基承载力的上限解 (27)5 确定临界滑动模式的最优化方法 (30)5.1 确定土体的临界失稳模式的数值分析方法 (30)5.2 确定最小安全系数的最优化方法 (31)6 程序设计和应用 (39)6.1 概述 (39)6.2 计算垂直条分法安全系数的程序S.FOR (39)6.3 计算斜条分法安全系数的程序E.FOR (53)1土工数值分析（一）：土体稳定的极限平衡和极限分析法1前言边坡稳定、土压力和地基承载力是土力学的三个经典问题。
很多学者认为这三个领域的分析方法属于同一理论体系，即极限平衡分析和极限分析方法，因此，应该建立一个统一的数值分析方法。
Janbu 曾在1957年提出过土坡通用分析方法。
Sokolovski(1954)应用偏微分方程的滑移线理论提出了地基承载力、土压力和边坡稳定的统一的求解方法。
W. F. Chen (1975) 在其专著中全面阐述了在塑性力学上限和下限定理基础上建立的土体稳定分析一般方法。
但是，上述这些方法只能对少数具有简单几何形状、介质均匀的问题提供解答，故没有在实践中获得广泛的应用。
下面分析这三个领域分析方法的现状以及建立一个统一的体系的可能性。
有关边坡稳定分析的理论的研究工作，从早期的瑞典法，到适用的园弧滑裂面的Bishop简化法，到适用于任意形状、全面满足静力平衡条件的Morgenstern - Price法(1965)，其理论体系逐渐趋于严格。
重力坝的稳定性汪祥胜3008205112（46）前言：重力坝是世界出现最早的一种坝型，早在2900年前在埃及就出现了最早的重力挡水坝。
随着我国重力坝建设的繁荣，数量的增多和高度的不断提升，使得对稳定分析有着重要的理论和实践意义。
大坝的稳定性直接关系到大坝安全性和人民群众的生命财产息息相关，而此次实习的三峡和向家坝皆是重力坝的代表杰作，通过实习定能从深层次上了解有关大坝稳定性的相关问题，包括什么是重力坝，重力坝稳定的意义，其稳定性分析方法和提高坝体抗滑稳定性的工程措施及在实际中的应用情况和应注意的问题。
一．什么是重力坝1.重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。
重力坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。
2.优缺点：重力坝优点：重力坝之所以得到广泛应用,是由于有以下优点：①相对安全可靠,耐久性好，抵抗渗漏、洪水漫溢、地震和战争破坏能力都比较强；②设计、施工技术简单，易于机械化施工；③对不同的地形和地质条件适应性强，任何形状河谷都能修建重力坝，对地基条件要求相对地说不太高；④在坝体中可布置引水、泄水孔口，解决发电、泄洪和施工导流等问题。
重力坝缺点：①坝体应力较低，材料强度不能充分发挥；②坝体体积大，耗用水泥多；③施工期混凝土温度应力和收缩应力大，对温度控制要求高。
3.工作原理；重力坝在水压力及其它荷载作用下必需满足：A、稳定要求：主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足。
B、强度要求：依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力来满足。
4.重力坝类型：重力坝按筑坝材料的不同分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。
重力坝按其结构形式分为:①实体重力坝;②宽缝重力坝；③空腹重力坝。
重力坝按泄水条件可分为非溢流坝和溢流坝两种剖面。
实体重力坝因横缝处理的方式不同可分为三类。
