autobank渗流分析计算教程_高土石坝坡稳定性分析

原标题：

基于滑弧动力有限元耦合法的高土石坝坝坡稳定性分析

摘 要:

为研究高土石坝坝坡的稳定性，以某水电站高土石坝坝坡为例，采用条分法与有限元法耦合 的计算方法进行分析，选取 3 个典型断面，对其设计工况和校核工况下的上下游断面的安全系数进行 计算。计算结果表明: ( 1) 下游坝坡最小安全系数比上游大，设计工况安全系数比校核工况安全系数 大; ( 2) 3 个断面在各工况下取得最小值的时刻近似，符合坝坡稳定的计算规律; ( 3) 经过动荷载分 析，大坝坝坡在设计地震动作用下是稳定的，考虑到高坝的 “鞭鞘效应”，建议在河床中部坝段坝高 4 /5 以上区域采取适当的抗震措施，如加密钢筋、加大堆石粒径、采用胶结堆石料、坝坡加护面层 等。研究结果表明，采用条分法与有限元法相结合的方法评价高土石坝坝坡的稳定性，比单一评价方 法更科学、可靠。

关键词:

土石坝; 坝坡; 安全系数; 有限元稳定性分析;

作者简介：

高海静(1973—),女,高级讲师,学士,研究方向为水工建筑。E-mail:[email protected];

基金：

中央高校基本科研业务费专项资金资助(2019B74914,2018B55714);

引用：

高海静，张海生，高大鹏，等． 基于滑弧动力有限元耦合法的高土石坝坝坡稳定性分析［J］. 水利水电技术，2020，51( 5) : 146-151.

GAO Jinghai，ZHANG Haisheng，GAO Dapeng，et al． Slip-circle dynamic finite element coupling method-based analysis on stability of high earth-rockfill dam［J］. Water Ｒesources and Hydropower Engineering，2020，51( 5) : 146-151. 基于滑弧动力有限元耦合法

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0 引 言

应用传统极限平衡条分理论进行坝坡稳定分析的计算方法 ,不考虑土体内部的应力-应变关系,所求得的安全系数只是所假定的滑动面 上的平均安全系数,获得的应力状态是虚拟的,不能反映滑坡体内部或滑动面上的真实应力状态 ,这样就无法分析稳定破坏的发生和发 展过程,更无法考虑局部变形对土坡稳定的影响。而实践证明 ,稳定和变形有着十分密切的关系,一个土坡发生整体破坏之前,往往 伴随着相当大的垂直沉降和侧向变形。一般方法为通过有限元计算得到坡体应力后,再在断面图上画出试算滑动面,然后利用力的平衡关系来计 算坝坡的稳定系数 ,通过有限元法获得坝坡的真实应力场,然后在应力已知的情况下,通过极限平衡理论求解坝坡的稳定安全系数。 关于