重力坝深浅层抗滑稳定性研究

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重力坝是全世界采用最多的坝型之一,是主要依靠其自身重力在地基上产生的摩擦力和坝基与地基之间的凝聚力来抵挡水推力的挡水建筑物,在各种可能出现的荷载组合下重力坝都应保持稳定。因为重力坝在防洪、发电、灌溉、城镇供水、航运、养殖和旅游等方面都发挥了巨大的作用,所以稳定分析就成了重力坝分析的一项最重要的内容。随着科技的发展,重力坝的规模越来越大,地质条件也越来越复杂,坝基内往往存在不利稳定的结构面组合,成为影响坝体抗滑稳定的关键问题,深层滑动问题更是成为重力坝设计中的普遍而关键的问题。因为影响重力坝抗滑稳定的因素有很多,这就使得重力坝的抗滑稳定问题变得越来越复杂,以致产生了许多各具明显优缺点的方法。因此研究重力坝抗滑稳定就有了非常实际的意义。 本文首先总结了目前国内外研究混凝土重力坝深浅层抗滑稳定的各种方法的特点和不足之处,随后引入有限元直接反力法,并论述其基本理论和求解方法。通过算例对超载法和强度储备法、有限元应力积分法和有限元直接反力法进行比较,说明超载法和强度储备法无法直接用公式计算安全系数,要根据某种破坏判据人为判定系统是否进入极限平衡状态,因而在确定重力坝安全度时具有一定的任意性;但是直接反力法克服了应力积分法精度较低.受网格形态与网格尺寸影响大的不足。具有精度高、稳定性好的优点。最后,将有限元直接反力法应用金安桥重力坝15号坝段的抗滑稳定问题分析中,并再次与有限元应力积分法、超载法和强度储备法对比,说明了应力积分法计算应力时有法向力误差较小而切向力误差较大的缺点,而直接反力法在计算上的精度比较高,吸收了刚体极限平衡法和有限元法的优点,是一种分析重力坝抗滑稳定有效而实用的方法。
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