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高拱坝坝肩裂隙岩体的三维非线性抗震稳定性分析宋战平;李宁;陈飞熊【期刊名称】《岩土工程学报》【年(卷),期】2004(26)3【摘要】在高拱坝坝肩裂隙岩体的抗震稳定性分析中 ,采用传统刚体极限平衡法分析坝肩裂隙岩体潜在滑体的安全性态 ,坝肩稳定性评价未考虑裂隙岩体变形对坝体应力的影响 ,由此计算的抗滑安全系数并不能保证坝体的安全性 ;而采用基于连续介质理论的有限元法和基于碎散介质的离散单元法分析时 ,其物理数学模型和坝肩岩体的实际情况相距甚远。
为此 ,本文在安全系数强度储备概念基础上提出了动抗滑变形安全系数法 ,该方法以坝体拉应力作为坝肩岩体抗滑稳定性评价标准 ,综合考虑非线性坝体和坝基节理、裂隙岩体的动静态耦合作用 ,坝肩岩体的抗滑安全系数保证了坝体的安全 ,较传统的分析方法更为科学、合理。
采用该方法 ,本文将坝肩裂隙岩体作为可以考虑局部开裂、各向异性和大变形的非线性连续体用动态接触单元模型模拟 ,对在建的小湾高拱坝坝肩裂隙岩体的抗震稳定性进行了三维动力分析。
数值分析结果表明 ,在综合考虑坝体应力影响后 ,坝肩裂隙岩体的变形安全系数小于强度安全系数。
因此 ,在高拱坝坝肩岩体的抗震稳定性评价中必须计及坝体应力的影响因素。
【总页数】6页(P361-366)【关键词】高拱坝;坝肩;裂隙岩体;抗震稳定性;动力非线性【作者】宋战平;李宁;陈飞熊【作者单位】西安理工大学岩土工程研究所【正文语种】中文【中图分类】TV642.4【相关文献】1.高拱坝坝肩岩体变形稳定性的三维数值模拟 [J], 罗选红2.溪洛渡高拱坝坝肩(基)稳定性的三维非线性有限元分析 [J], 周明军;张建海;赵文光;王仁坤3.基于非线性有限元法的高拱坝坝肩岩体抗滑稳定分析 [J], 章青;陈爱玖;王大伟4.高拱坝坝肩岩体裂隙连通性分析方法研究 [J], 杜朋召;王品;高平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
拱坝准稳定温度场三维有限元分析拱坝作为一种重要的水利工程，是为了灌溉农田、水库蓄水、水资源开发和许多其他用途而建设的。
它的安全性直接影响着水利设施的可持续性，因此，拱坝的结构安全性应作为一个重要参数来考虑。
拱坝结构温度变化是结构安全性评价中非常重要的参数，因此，拱坝准稳定温度场三维有限元分析成为结构安全性评价的基础。
拱坝的温度受气温和太阳辐射的影响，拱坝结构材料的温度受到动态热流和蒸发换热的影响，拱坝结构内部温度受拱坝结构材质和气体传热系数的影响。
针对这一问题，拱坝准稳定温度场三维有限元分析引入了先进的数学模型，以准确分析和预测拱坝结构温度变化，为拱坝结构安全性提供基础依据。
拱坝准稳定温度场三维有限元分析模型的基本原理是建立拱坝的三维温度场模型，并由拱坝结构与气象条件之间的相互作用，通过计算热流方程和蒸发换热方程，进行有限元分析来模拟和研究拱坝结构温度场的变化情况。
首先，根据拱坝材料的物理特性，可以计算出拱坝结构的热传导系数、比热容和导热率，并建立拱坝结构的温度场。
在拱坝结构周围，将影响拱坝结构温度变化的参数，如太阳辐射、环境温度、风速等气象条件建立在拱坝结构温度场中。
其次，在拱坝结构中考虑多种传热形式，其中包括热流和蒸发换热，结合外部气象条件，计算拱坝结构表面的热流和蒸发换热强度，建立拱坝结构热流方程和蒸发换热方程。
最后，利用有限元方法，对拱坝结构热方程和蒸发换热方程进行求解，结合初始条件，计算拱坝温度场的数值解，从而精确地模拟和分析拱坝的温度场变化情况。
拱坝准稳定温度场三维有限元分析通过准确地模拟和分析拱坝结构温度场变化情况，可以有效地评估拱坝的热性能和热稳定性，辅助决策，为保证拱坝结构安全性提供有效的技术支持。
此外，拱坝准稳定温度场三维有限元分析还可以为拱坝改善建设、拱坝结构完善和降低拱坝结构温度变化等提供宝贵的信息。
总之，拱坝准稳定温度场三维有限元分析是一项建立在均匀紧实拱坝温度场模型的科学理论的研究，可以为拱坝的结构安全性评价提供可靠的理论依据，从而使拱坝安全可靠、可持续地发挥功能。
拱坝坝肩块体三维地质建模及稳定性分析
杨伟;王小锋
【期刊名称】《云南水力发电》
【年(卷),期】2016(032)006
【摘要】以XX水电站上坝址拱坝坝肩块体为例,通过对形成块体结构面特性的分析,建立块体三维地质模型,块体三维模型的构建可直观形象的展示块体与坝体的空间位置关系,为块体空间分析提供新的途径.根据结构面的性质及块体的空间特性对块体进行了初步稳定性评价,并提出工程处理建议.
【总页数】4页(P61-64)
【作者】杨伟;王小锋
【作者单位】中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,云南昆明 650051;中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,云南昆明 650051
【正文语种】中文
【中图分类】TU432
【相关文献】
1.基于三维地质力学模型试验的溪洛渡高拱坝坝肩稳定性研究 [J], 段龙海;张林;杨宝全;丁泽霖
2.沙牌RCC拱坝坝肩稳定三维地质模型试验研究 [J], 张立勇;张林;李朝国;高志辉
3.块体理论在拱坝坝肩边坡抗滑稳定性分析中的应用 [J], 商开卫;秦宏浩;窦灿
4.高拱坝坝肩裂隙岩体的三维非线性抗震稳定性分析 [J], 宋战平;李宁;陈飞熊
5.拱坝-坝肩三维可视化建模和稳定性分析 [J], 周先齐;徐卫亚;钮新强;郑文棠;任佳丽
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拱坝准稳定温度场三维有限元分析拱坝是一种非常重要的水利建筑物，它主要用于控制水位，进行河流治理，灌溉等。
但由于水位的不稳定性及气温的变化，拱坝在使用过程中会受到热力学力的影响，以至于导致拱坝的失稳。
因此，为了保证拱坝的稳定性，需要进行准确的准稳定温度场的三维有限元分析。
有限元分析是一种数值计算方法，用于求解各种结构的复杂场景。
有限元分析可以模拟出各种形状物体的多维空间体系，从而提供准确的准稳定温度场模拟结果。
对于拱坝而言，有限元分析可以模拟拱坝的温度场变化，从而确定拱坝的热辐射及热量的传输情况，以及拱坝的温度分布。
为了进行准确的三维有限元分析，首先需要准备计算所需的模型数据。
这些模型数据包括拱坝的形状、几何大小以及温度场。
对于拱坝而言，主要需要确定拱坝的几何形状，它们包括拱坝的面、边、角、点、表面等；其次需要确定拱坝的尺寸，即高度、宽度以及拱坝不同部位的厚度；最后，需要确定拱坝的温度场，即拱坝不同部位的温度分布。
接下来，需要使用有限元分析软件根据准备好的模型数据进行计算。
根据热流体动力学原理以及边界条件，有限元分析软件可以根据拱坝的尺寸、形状以及温度场，模拟出准稳定温度场分布情况，以解决拱坝失稳问题。
最后，通过三维有限元分析，可以得到准确的拱坝温度场分布情况，从而进一步控制拱坝的温度。
有限元分析可以模拟出如何利用拱坝的结构特性，使拱坝的温度保持稳定，以避免拱坝的失稳问题。
通过有限元分析，我们可以根据拱坝的几何特性和温度场，模拟出准稳定温度场并对拱坝进行优化，从而确保拱坝的可靠性和稳定性。
因此，计算机有限元分析不仅可以为拱坝的设计提供技术指导，还可以在不断变化的气温条件下保障拱坝的安全运行。
总的来说，有限元分析是拱坝准稳定温度场的必备方法，它可以为拱坝的设计及运行提供准确、稳定的分析结果。
只有准确、合理的分析结果，才能保证拱坝在变化的气温条件下得以稳定运行，避免造成灾难性的后果。
第27卷增1岩石力学与工程学报V ol.27 Supp.1 2008年6月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June，2008 静动力作用下高拱坝坝肩稳定性三维分析王忠耀1，2，李明超1，2，秦朝霞1，2，梁辉2，张伯艳3(1. 天津大学建筑工程学院，天津 300072；2. 中国水电工程顾问集团公司中南勘测设计研究院，湖南长沙 410014；3. 中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心，北京 100044)摘要：按照静载设计、动载复核的设计原则，基于地质勘测资料，针对坝肩抗滑稳定问题的三维特性，采用关键块体理论来识别和描述被结构面切割的岩体，确定相应的控制性滑块，进而运用程序实现三维刚体极限平衡法，选取不同高程的试算面对某水电站300 m级高拱坝左、右岸坝肩的静动力抗滑稳定性进行计算分析。
在动力分析中，将坝体、库水及其地基作为整个体系，充分考虑坝体、地基和库水三者的动力相互作用。
静动综合计算分析的结果表明，拱坝左、右岸坝肩在静力作用下是安全的，且安全富裕较大；在地震作用下也是安全的，但安全裕度不大。
这为该拱坝的设计和论证提供了重要的科学依据。
关键词：水利工程；坝肩稳定性；高拱坝；三维分析；水电工程中图分类号：TV 311；TV 312 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2008)增1–3058–06 3D ANALYSIS OF HIGH ARCH DAM ABUTMENT STABILITYUNDER STATIC AND DYNAMIC LOADINGSWANG Zhongyao1，2，LI Mingchao1，2，QIN Zhaoxia1，2，LIANG Hui2，ZHANG Boyan3(1. College of Civil Engineering，Tianjin University，Tianjin300072，China；2. Mid-south Design and Research Institute，ChinaHydropower Engineering Consulting Group Co.，Changsha，Hunan410014，China；3.Earthquake Engineering Research Center，China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing100044，China)Abstract：According to the principles of static forces for designing and dynamic forces for checking，3D critical block theory is used to identify and describe all removable blocks based on the geological exploration data. Then the corresponding dominative sliding blocks are determined. For the 3D features of the abutment stability problem，the program of 3D rigid body limit equilibrium method is developed to compute and analyze the sliding resistance stability of high arch dam abutments of a hydropower station，nearly 300 m in height，under static and dynamic loadings with several different elevation planes. In dynamic analysis method，the arch dam，reservoir water body and dam foundation are regarded as an integrated system，so that the dynamic interaction between the blocks and dam body can be effectively considered. The results obtained by the method integrating static and dynamic loadings indicate that the arch dam abutments of both sides are stable under static loading with enough margin of safe. While under the action of earthquake，the dam is safe though the factor of safety is not very high. All of these provide significant scientific bases for design and demonstration of high arch dam.Key words：hydraulic engineering；abutment stability；high arch dam；3D analysis；hydropower engineering收稿日期：2006–11–21；修回日期：2007–02–21基金项目：国家重点基础研究发展规划(973)项目(2007CB714101)；中国博士后科学基金项目(20070420706)作者简介：王忠耀(1960–)，男，1987年毕业于武汉水利电力学院水利水电工程建筑专业，现为博士研究生、教授级高级工程师，主要从事水工建筑物设计和施工方面的研究工作。
E-mail：lmc@第27卷增1 王忠耀，等. 静动力作用下高拱坝坝肩稳定性三维分析 • 3059 •1 引言拱坝坝肩岩体稳定分析是拱坝设计、施工和运行的首要问题，尤其是建于地震高烈度区的高拱坝[1]。
目前，研究岩体稳定分析的方法主要有刚体极限平衡法、非线性有限元法、离散元法、界面元法、不连续变形分析和数值流形法等[2，3]。
而刚体极限平衡法仍为坝肩稳定分析的主要方法之一[4～6]，该方法在长期的工程应用中已积累了经验，有明确的力学概念和丰富的工程实践经验，易于使用，并得出了符合实际的安全判断准则。
但在使用过程中，往往通过作图法来进行刚体极限平衡分析，烦琐且精度不高。
而基于地质勘测资料采用关键块体理论[7]来识别和描述被结构面切割的岩体，然后通过程序实现刚体极限平衡的计算，这样就可以在工程中较简便地使用这种方法，为实际应用提供广阔的前景。
龙蟠水电站位于金沙江中游河段，混凝土双曲拱坝最大设计坝高276 m，坝址基本地震烈度8度，设计基岩地震峰值水平加速度为0.408 g。
规范[8，9]规定，对坝高超过250 m 的拱坝需进行专门研究。
该拱坝高度达300 m级，坝体承受荷载巨大，坝身泄流量大，坝址地震烈度高，对拱坝设计提出了很高的要求，需要重点研究坝肩抗滑稳定性问题。
坝肩抗滑稳定问题实际上是一个三维边坡稳定分析问题，其滑动方向系由平行于河道的拱推力和垂直于河道的重力(沿卸荷方向)的综合作用形成，具有明显的三维特性。
因此，按照“静载设计，动载复核”的设计原则，本文分别从静荷载作用和考虑地震作用下，利用刚体极限平衡法从三维角度对拱坝坝肩抗滑稳定性开展了分析研究，取得了一定的成果。
2 坝肩工程地质条件图1给出了坝址地质平面图(局部)。
左坝肩岩体1 960 m高程以上为上泥盆统(13D)灰白色厚～巨厚层状大理岩，块状结构。
岩体中节理裂隙多短小、闭合、少充填，岩体嵌合较紧密，风化程度较浅，完整性较好，其基本质量类别为II类，变形模量一般为15～17 GPa；1 960 m高程以下为下泥盆统(1D)灰～灰黑色绢云千枚岩及绢云石英片岩，风化相对较深，千枚岩夹层的存在，使岩体的完整性受到一图1 坝址地质平面图(局部)Fig.1 Local geological plan view in the dam area定影响，岩体基本质量类别为II类，变形模量一般为13～15 GPa。
左坝肩主要断层有F11，F111，F113，F115，F117，除F11外其余均为小断层，且均为层间型断裂，走向NNW，倾向SW，倾角60°～80°，断层破碎带宽度较小。
左坝肩岩层走向近SN(330°～355°/SW∠65°～80°)，与边坡斜交，倾向上游偏山里，为一斜切反向坡，边坡岩体断层不发育；左岸优势节理有两组，产状分别为85°～95°/NW～NE ∠75°～80°和85°～95°/SE～SW∠70°～75°，另外产状为275°～285°/SW∠35°～50°的节理也有发育。
以走向近EW、倾向N的高倾角组节理最为发育，该组结构面延伸较长，一般为10～30 m，充填物较少，基本为硬性结构面。
另外，大理岩中有2组优势结构面，产状分别为80°～95°/ SE～SW∠65°～85°和60°～75°/NW∠45°～55°。
石英片岩中有3组优势结构面，产状如下：70°～110°/ SE～SW∠60°～85°，50°～75°/NW∠45°～55°和350°～20°/SE～NE∠65°～85°。
右坝肩岩体为下泥盆统(1D)浅灰、灰色绢云石英片岩、石英岩夹少量绢云千枚岩，局部有不规则的基性～酸性岩浆岩侵入体，软弱的千枚岩夹层单层厚度一般小于1 m，在岩体中所占的厚度比为5%～10%，岩体基本质量类别为II类，变形模量一般为13～15 GPa。
平面地质调查及平洞开挖结果显示，右坝肩未发现有大的断层存在。
坝肩岩层走向近SN向(345°～360°/SW∠65°～80°)，与坡面斜交，边坡为斜切顺向坡。
