基于突變理論的土石壩穩(wěn)定性分析.pdf

1、土石壩運(yùn)行的過(guò)程中,壩體內(nèi)部會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生滲流,不僅會(huì)引起水頭損失,而且會(huì)造成水壓力以及致使壩體材料強(qiáng)度降低,進(jìn)而導(dǎo)致滑坡,甚至潰壩,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人民生命以及環(huán)境造成巨大的威脅。這類損壞常常突然發(fā)生,應(yīng)用傳統(tǒng)的線性理論方法沒(méi)法有效的處理這種問(wèn)題。對(duì)于土石壩這樣的系統(tǒng)具有高度復(fù)雜的非線性特性,要對(duì)它的失穩(wěn)進(jìn)行預(yù)測(cè)和控制,還須從現(xiàn)代非線性科學(xué)進(jìn)行突破,而突變理論又是分線性科學(xué)中的重要分支。突變理論重要鉆研在非線性體系中為什么從漸變致使系統(tǒng)質(zhì)的突

2、變,并適合于內(nèi)部作用未知的體系。因此,突變理論是處理現(xiàn)代非線性現(xiàn)象的有效手段。
　　本文考慮土石壩體系組成的復(fù)雜、非線性的特征,重點(diǎn)開(kāi)展了以下4個(gè)方面的工作。
　　通過(guò)軟件ANSYS建立土石壩的二維有限元模型,采用滲流有限元計(jì)算程序和應(yīng)力有限元計(jì)算程序,對(duì)土石壩進(jìn)行滲流分析。
　　在此基礎(chǔ)上,采用有限元強(qiáng)度折減法對(duì)土石壩進(jìn)行有限元數(shù)值模擬,得到了不同強(qiáng)度參數(shù)下土石壩壩坡范圍內(nèi)的塑性應(yīng)變能、屈服區(qū)面積、熵。
　　論

3、文進(jìn)一步結(jié)合突變理論與有限元強(qiáng)度折減法,闡明了土石壩壩坡范圍內(nèi)的塑性應(yīng)變能、屈服區(qū)面積、熵和強(qiáng)度折減系數(shù)的變化規(guī)律,建立土石壩壩坡失穩(wěn)的突變判據(jù),揭示了土石壩失穩(wěn)機(jī)理,描述了土石壩壩坡失穩(wěn)的進(jìn)程。
　　最后,將失穩(wěn)突變判據(jù)應(yīng)用于工程實(shí)例中,通過(guò)判別得出土石壩上下游壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)和壩坡穩(wěn)定狀態(tài)。同時(shí),把計(jì)算結(jié)果和傳統(tǒng)的極限平衡法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,運(yùn)用突變理論穩(wěn)定分析成果與簡(jiǎn)化的畢肖普法結(jié)果一致,證明了分析土石壩穩(wěn)定的有效性,為土石