復雜層狀地基重力壩仿真分析理論和抗滑穩(wěn)定研究.pdf

1、重力壩作為我國水利樞紐建設的主要壩型之一，其壩基的抗滑穩(wěn)定安全性一直是工程設計最關鍵和最受關注的問題。實際工程中壩址具有良好地質條件的情況較少，大多數重力壩都會遇到復雜的地質情況。目前擬建或在建的高混凝土重力壩規(guī)模越來越大，大壩的地質條件和穩(wěn)定性能也變得越來越復雜。本文基于大型有限元仿真軟件ADINA，研究了復雜壩基的本構關系，分析了壩基力學參數的敏感性，重點探討了重力壩的抗滑穩(wěn)定分析方法。具體內容如下： 1、綜述了目前國內外重

2、力壩在抗滑穩(wěn)定分析的研究現(xiàn)狀，討論了各種重力壩安全評價方法。 2、研究了各向異性巖土材料的仿真分析理論，重點研究了橫觀各向同性材料的本構關系以及復雜傾斜層狀地基的模擬方法，基于著名有限元軟件ADINA建立了復雜傾斜層狀地基上壩體與壩基有限元仿真計算模型。 3、針對目前計算重力壩深淺層抗滑穩(wěn)定缺乏配套設計標準的問題，本文對強度折減系數法進行了深入研究，提出了重力壩抗滑穩(wěn)定的“改進突變性判據”-D-K準則，即：以壩體關鍵點的

3、位移突變?yōu)橹饕袛嘁蛩赝瑫r參考有限元計算的不收斂、塑性區(qū)以及塑性應變區(qū)的開展情況來綜合判別壩體失穩(wěn)，并進行了算例考證。 4、探討了重力壩動力穩(wěn)定性的研究方法。采用強度折減方法，研究可能滑移面的位移時程曲線，對于那些不能滿足穩(wěn)定波動的點取為關鍵點，研究其時程末-的位移值D對應折減系數K的曲線，由D—K曲線的突變、塑性區(qū)以及塑性應變分析其滑移失穩(wěn)形態(tài)，綜合得到失穩(wěn)安全系數。 5、對阿海水電站混凝土重力壩建立了三維仿真分析模型

4、，考慮地基的傾斜成層特點，壩基材料采用橫觀各向同性體材料，并在ADINA中通過轉變材料坐標系進行模擬。首先研究了大壩的應力和位移規(guī)律，接著對該重力壩的典型壩段地基力學參數進行敏感性分析，研究了橫觀各向同性地基力學參數變化對壩體與壩基應力與變形的影響。研究成果揭示了傾斜層狀地基建壩與常規(guī)地基建壩的不同，對設計具有較大的參考價值。 6、以阿海水電站重力壩為例，用剛體極限平衡法、強度折減系數法對大壩的安全性進行了研究，重點采用強度折減