基于强度折减法的高土石坝三维抗震稳定分析  被引量:4

Three-dimensional aseismic stability analysis of high rock-fill dams using strength reduction technique

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作  者:刘君[1,2] 程怡[1] 

机构地区:[1]大连理工大学水利工程学院,辽宁大连116024 [2]大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024

出  处:《水力发电学报》2012年第4期175-180,215,共7页Journal of Hydroelectric Engineering

基  金:国家自然科学基金(90815024;51138001);辽宁省创新团队项目(2009T017)

摘  要:在边坡稳定性分析中,虽然极限平衡法因为简单易行而广泛使用,但在处理三维稳定问题时还面临很多困难,而有限元强度折减法处理三维问题要方便得多。本文以应用广泛的岩土工程三维数值模拟工具———FLAC3 D为计算平台,以混凝土面板堆石坝和黏土心墙堆石坝两种坝型为研究对象,在强度折减法基础上采用拟静力方法研究高土石坝坝坡在不同坝高、坝坡坡度、地震烈度以及岸坡坡度条件下的稳定安全系数以及最危险滑裂面的位置和形状。计算结果表明,随着坝高的增加、坝坡的变陡、地震烈度的提高以及岸坡坡度的变缓,坝坡的稳定安全系数均降低。安全系数与坝坡坡比近似呈线性关系,与坝高、地震烈度、岸坡坡度等因素呈非线性特性。基于计算结果,文中给出了安全系数与影响因素之间的经验拟合公式。同时发现,地震烈度和岸坡坡度对面板堆石坝的滑裂面位置和形状有较大影响,而地震烈度对心墙堆石坝滑裂面形状和位置的影响较小。Although limit equilibrium method has been widely used in stability analysis due to its simplicity, it has shortcomings in dealing with three-dimensional problems, while finite element strength reduction is a more practical technique. In this paper, a strength reduction technique and pseudo-static method based on FLAC3D are applied to dynamic stability analysis of rockfill dams under earthquake conditions to study the effects of dam height, dam slope, earthquake intensity and bank slope on the safety factor and the critical slip surface's location and shape for two types of rockfill dams, concrete-face rockfill dam and earth-core rockfill dam. To reduce computational cost of stability estimation, two fitting functions are proposed for the two dam types, respectively. The analysis reveals that in the concrete-face case, earthquake intensity and bank slope have significant effects, while in the earth-core case, earthquake intensity has little effect.

关 键 词:水工结构 三维动力稳定 强度折减法 高土石坝 安全系数 滑裂面 

分 类 号:TV16[水利工程]

 

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