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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
Seismic Slope Stability Analysis of Earth-Rockfill Dams Considering Spatial Variability of Rockfill Materials via Random Finite Element Method
杨鸽,D. V. Griffiths,朱晟
- , 2019, DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2019.04.939
Abstract: 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。
The influence of spatial variability of rockfill materials on the dynamic stability of dam slope of rockfill dams was studied. Under the framework of Monte Carlo method, the random finite element method (RFEM) based on the local average subdivision method was adopted to simulate the seismic response and analyze the slope stability of a high concrete face rockfill dam in Xinjiang, China. By comparing the calculation results using the RFEM and conventional deterministic finite element method, it is determined that (1) when the spatial variability of the rockfill materials is considered, the number and dimension of sliding bodies, together with sliding movements and duration increased; therefore, the overall risk of the dam slope is significantly higher than that when the spatial variability of rockfill materials is not considered and (2) the dynamic safety indexes of dam slope are sensitive to the spatial variability of rockfill materials and show high degree of discretion consequently
土石坝拟静力抗震稳定性分析与坝坡地震滑移量估算
栾茂田,李湛,范庆来
岩土力学 , 2007,
Abstract: 单独采用拟静力抗震稳定性安全系数，并不能准确地评价土石坝的动力稳定性,newmark等采用刚塑体滑移量或永久变形评价土石坝地震稳定性的建议得到了逐步认同，但土石坝地震永久变形或滑移量的估算尚缺乏合理方法。为此，将土石坝地震动力响应分析和拟静力极限平衡分析相结合，提出了合理地估算坝坡上潜在滑坡体地震滑移量的数值计算方法。首先，根据土石坝地震动力响应分析，针对圆弧滑动面和非圆弧光滑渐变曲面形式滑动面，分别采用简化bishop法及改进的简化bishop法计算坝坡上潜在滑动体的各个时刻拟静力安全系数。随后，对其中安全系数小于1的瞬时超载阶段，通过时间积分确定潜在滑动体的滑移量。最后，结合算例并通过具体数值计算与分析探讨了竖向地震动分量、滑坡体竖向地震响应、振动孔隙水压力等各种因素对土石坝地震位移及抗震性能的影响。
三峡库区上地壳横波速度结构
李小勇,朱培民,周强,彭松柏,刘江平,刘娇
地球科学(中国地质大学学报) , 2014, DOI: 10.3799/dqkx.2014.167
Abstract: 为了更好地了解三峡库区的稳定性,利用三峡库区的流动宽频地震仪台阵于2011年4~5月期间观测的背景噪声数据,采用互相关方法提取了瑞利面波的格林函数,用多重滤波方法获得了瑞利面波的群速度频散曲线.利用走时层析成像方法获得了0.5~10.0s周期的纯路径频散曲线,进而反演获得了沿巴东-茅坪-土门方向的横波速度结构剖面,揭示了三峡地区上地壳的速度变化情况.研究表明:(1)研究区地下速度结构与地质构造关系密切,速度剖面上很好地反映了一个以黄陵背斜核部为中心的背斜构造;(2)九畹溪及其周边区域下方较快的速度变化可能与对应的区域断裂构造、地震活动性密切相关;(3)三斗坪地区上地壳表现为高速,表明三峡坝区处于构造稳定区域.
基于有限元极限平衡法的尾矿坝坝体稳定分析
于斯滢,邵龙潭,刘士乙
岩土力学 , 2013,
Abstract: 在平面应变条件下，采用基于弹塑性应力应变分析的有限元极限平衡法对尾矿坝坝体的稳定性进行研究。该方法可较好地结合极限平衡分析方法和有限元应力分析方法的特点。通过弹塑性有限元分析，合理准确地考虑结构整体应力场的影响，进而结合hooke-jeeves法优化搜索最危险滑动面的位置及其对应的最小安全系数。以某尾矿坝实际工程为例，比较分析了考虑正常、洪水以及特殊工况运行下有限元极限平衡法与极限平衡条分法和有限元强度折减法在安全系数大小及滑动面形状和位置的差异，重点运用有限元极限平衡法对尾矿坝坝体的稳定性进行验算并作出安全评价，为尾矿坝的安全设计施工提供可靠依据和技术支撑。
深厚覆盖层上高土石坝极限抗震能力分析
赵剑明,温彦锋,刘小生,陈宁,常亚屏,刘启旺,王宏
岩土力学 , 2010,
Abstract: 针对强震区深厚覆盖层上高土石坝的特点，在三维真非线性有效应力地震反应分析基础上，提出了一套深厚覆盖层上高土石坝极限抗震能力的研究方法。从稳定、变形、防渗体安全等方面，对建在深厚覆盖层上的长河坝高心墙堆石坝的极限抗震能力进行了研究和分析。根据坝坡稳定性、地震残余变形、液化可能性、单元抗震安全性、防渗心墙及坝基防渗墙安全等多角度的评价结果，初步认为，长河坝的极限抗震能力为0.50～0.55g。
地震作用下土坝抗裂稳定性的判别
林皋,倪汉根,孔宪京
岩石工程学报 , 1987,
Abstract: 调查表明,土石坝常见的震害形式是平行坝轴线的裂缝。文中通过一系列模型坝的实验,研究了裂缝形成的条件。利用迈勒累积损伤模型和随机振动理论提出了估价土坝在地震作用下抗裂性能的计算公式,并据此研究了一座实际土坝出现地震裂缝的可能性。
饱和非粘性土坝坡地震稳定性的分析
张克绪
岩石工程学报 , 1980,
Abstract: 本文分析了饱和非粘性土坝坡地震滑坡的特点,指出用拟静力法来解释这些特点是困难的。本文提出了一个分析饱和非粘性土坝坡地震稳定性的方法,并对其中的每个步骤做了详细的说明。
对“饱和非粘性土坝坡地震稳定性的分析”一文的讨论
俞培基
岩石工程学报 , 1981,
Abstract: <正>原作者持续不断地探索饱和非粘性土坝坡地震稳定性分析的合理方法,所做的努力显然将有助于这一课题的最终完善解决。原文提出了“比较强度最大发挥面上的应力条件法”,对我们很有启发,但也有些问题需要商讨。1.原文提出以强度最大发挥面上的应力条件表示液化破坏程度,如果只是就“这个面上的强度得到最大发挥”这一点来看,似乎无可非议。但是,必须注意,原作者所说的都是总应力下的强度概念,而实际决定土体破坏与否的是有效应力强度。在往返荷载作用下,饱和非粘性土的强度仍然遵守有效应力的摩尔-库伦标准。因此,从有效应力的概念出发,以极限平衡面上的应力条件表示液化或破坏程度,似乎更为合理些。
土石坝拟静力抗震稳定分析的强度折减有限元法
李湛,栾茂田
岩土力学 , 2010,
Abstract: 基于拟静力抗震设计概念，提出利用强度折减有限单元法分析土石坝的抗震稳定性，给出了两种确定地震惯性力的方法：（1）依据《水工建筑物抗震设计规范》[1]，并结合有关土石坝动态分布系数计算了沿坝高分布的地震惯性力；（2）直接利用土石坝有限元地震动力反应分析得到的单元节点加速度反应，依据建议的方法确定坝体各单元节点的地震惯性力。将上述计算确定的地震惯性力与其他形式的外荷载共同作用到土石坝上，采用强度折减有限元法确定土石坝坝体的拟静力抗震安全系数。对于稳定渗流期，水位降落期等不同工况，或需要考虑振动孔隙水压力作用的饱和无黏性土填筑坝等不同计算条件，给出了使用折减强度有限元法分析坝体抗震稳定性的实现途径和方法。研究表明，有限元法对边界条件、复杂断面条件和材料分区及荷载组合均具有较强的适应能力，因此，使用有限元法分析土石坝抗震稳定性具有显著的优越性。
水对尾矿坝稳定性的作用机理研究
秦华礼, 马池香
金属矿山 , 2008,
Abstract: 通过对尾矿库实际发生事故的统计资料分析，大约l/3的事故是由于洪水原因造成的，尾矿坝作为尾矿库的主要组成设施，其稳定性更是与水密切相关。坝体稳定性的研究是一个非常复杂的问题，尤其是涉及到地下水位、降雨、物理力学参数等一系列难以准确确定的变量。滑坡、溃坝等事故的发生与水的作用有密切关系，已成为共识，但人们对这种关系的认识和理解仍很不充分。基于水在尾矿库安全运行中的重要作用，阐述了水作用于坝体边坡的两种途径，并以水在滑坡灾害中的作用为例，探讨了水对坝体稳定性的影响及其作用机理。
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