强震区高面板堆石坝抗震安全性评价

针对西部强震区高面板堆石坝,在三维非线性动力有限元分析基础上分析评价了面板堆石坝的加速度和应力反应、面板的应力及接缝变形、坝体地震残余变形、坝体单元抗震安全性、坝坡的抗震稳定性,对大坝的抗震安全性进行了综合评价。所提出的抗震安全性评价方法以及有关规律和结论可供工程建设参考。     

超强地震作用下深厚覆盖层场地重力坝抗震安全研究

本文通过成层状地基地震动输入计算方法得到覆盖层边界自由场运动,采用粘弹性边界,考虑地基辐射阻尼效应及坝体和地基的接触非线性,针对强震区深厚覆盖层场地重力坝开展线性和非线性动力时程分析研究,结合需求能力比DCR评估其抗震性能。由线弹性动力时程分析可知,在运行基准地震OBE作用下,重力坝坝体应力均在允许范围内,其抗滑稳定安全系数不能满足要求;由非线性动力分析可知,在OBE和最大设计地震MDE作用下,重力坝发生较大滑动位移。通过在重力坝坝体下游坝后回填土加强重力坝抗震稳定性,结果表明,下游坝后回填土可有效减小坝体滑动位移,加强其抗震稳定性。本文针对深厚覆盖层场地重力坝开展的抗震安全研究为抗震设计提供了科学依据,为强震区深厚覆盖层场地重力坝的抗震分析提供参考。     

基于改进的地震动态分布系数及修正D-P模型的高土石坝坝坡抗震稳定分析

采用有限元法研究高土石坝的地震加速度分布,提出高度为250m级的土石坝建议地震加速度动态分布系数图示。在此基础上,基于修正的Drucker-Prager弹塑性模型,利用强度折减法对高度为250m级的土石坝坝坡抗震稳定性作进一步分析,结果表明随着坝体地震加速度动态分布系数的降低,坝坡的临界安全系数有所提高。     

土石坝极限抗震能力的上限有限元法

基于极限分析上限定理,考虑堆石料内摩擦角较大以及抗剪强度具有非线性的特性,提出一个用于求解土石坝极限抗震能力的有限元计算方法。该方法通过功能平衡条件、位移协调条件、边界条件、屈服条件以及所求极限荷载,形成标准的二阶锥规划数学模型,并用内点法进行优化迭代求解,得到土石坝坡极限抗震能力的上限值。运用该方法对一个典型面板堆石坝进行抗震极限分析。结果表明:按规范设计的土石坝具有较强的抗震能力,且竖向地震力对大坝的极限抗震能力存在一定影响;此外上限有限元法具有较高的计算精度及工程实用价值。     

龙首二级面板堆石坝地震永久变形分析

针对龙首二级(西流水)面板堆石坝工程，根据面板坝土石料的大型动三轴试验结果，确定了坝料的残余应变模式，特别是残余体应变模式。在所建立的面板坝三维非线性动力反应有限元法基础上，建立了一套同时计人残余体应变和残余剪应变的面板堆石坝地震永久变形计算方法，对龙首二级面板坝工程进行了地震永久变形的计算，分析了坝体地震永久变形的量值和分布情况，为大坝的抗震设计提供了有力的技术依据。     

地震区多层石结构抗震抗剪能力的模糊可靠性分析

本文通过考虑地震烈度的随机性和模糊性,以及石结构强度破坏等级界限的模糊性,研究多层石结构抗震抗剪能力的可靠性问题.将地震地面运动模拟为含有模糊烈度参数的平稳过滤有色噪声的随机过程,引入抗剪强度破坏指数,建立了石结构抗震抗剪能力的模糊安全准则,为研究多层石结构的抗震抗剪能力可靠性提供了一个合理的评定方法。     

铁尾砂抗剪强度参数随固结度变化规律研究

为了探究铁矿尾矿砂抗剪强度参数随固结度的变化规律,分别对不同固结度、不同干密度的铁矿尾矿砂进行三轴固结不排水试验(CU试验),以总应力法和有效应力法得到尾矿砂的抗剪强度参数及有效抗剪强度参数。分析表明,对于同一干密度的尾矿砂,随着固结度的增加,抗剪强度指标及有效抗剪强度指标均逐渐增加。固结度的变化对黏聚力c及有效黏聚力c′影响较小,对内摩擦角φ以及有效内摩擦角φ′影响较大。φ及φ′随着干密度的增加成线性增长趋势,且不同固结度下的γd-φ曲线、γd-φ′曲线拟合度较高。因此,在尾矿坝稳定性评价及安全管理中,考虑尾矿砂的抗剪强度随固结度的不同而变化,可使尾矿坝稳定性分析更符合实际情况。     

红沿河核电取水隧洞进水口高边坡抗震稳定分析

以红沿河核电取水隧洞进水口高边坡为背景,介绍了核电工程中边坡抗震稳定分析的原理和分析方法。依次采用滑动面法、静力有限元法和动力有限元法计算该边坡的抗震稳定性,得到其在地震作用下的安全系数及滑动面位置;根据安全系数时程曲线进一步得到边坡最小安全系数和最小平均安全系数。结果表明天然边坡安全系数不满足《核电厂抗震设计规范》的要求,必须进行削坡加固。本文的计算方法和分析成果对于类似核电工程中的高边坡抗震稳定分析具有一定的指导意义和参考价值。     

基于双折减系数法的土坡稳定性分析

基于强度折减原理的土坡稳定性分析中,对土体的抗剪强度指标c、φ采用不同的折减系数进行强度折减,较传统的强度折减法更符合土坡的失稳破坏机制。为了进一步探讨双折减系数法在土坡稳定性分析中的具体应用,编制了基于FLAC-3D和双折减系数法的土坡稳定性分析程序,该程序可求解出能使土坡折减至极限平衡状态时的不同折减系数组合。利用该程序对2个典型土坡进行稳定性分析,并将土坡安全系数的计算结果与传统的强度折减法和简化Bishop法进行对比分析。算例分析表明:双折减系数折减法能体现出不同土体的抗剪强度衰减特性的差异;双折减系数法中SRFmin(c、φ折减系数平均值的最小值)与另外两种方法求解的土坡安全系数很接近,建议采用SRFmin作为土坡的安全系数。     

考虑堆石料空间变异性的土石坝坝坡地震稳定性随机有限元分析

本文探讨了筑坝堆石料的空间变异性对土石坝坝坡动力稳定性的影响。以新疆某在建高面板堆石坝为例,在蒙特卡洛法的框架下,采用基于局部平均细分法的随机有限元法模拟考虑筑坝堆石料空间变异性时土石坝的地震响应及坝坡滑移情况,通过对比随机有限元法和常规确定性有限元法的计算结果,提出:在地震动作用下,考虑筑坝材料空间变异性时,坝坡滑动体的数量、规模以及滑移量和滑动历时都有不同程度的增大,因而坝坡整体危险程度显著高于不考虑材料空间变异性的情况。坝坡各项动力安全性指标对筑坝材料空间变异性非常敏感;因而,考虑筑坝材料空间变异性时,各项安全性指标的离散性较大。