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针对地震(或静力)液化作用对尾矿坝渗流场和孔压分布的影响进行研究,基于多孔介质渗流理论,考虑到尾矿坝渗流特性,编写分析程序SAFTD。根据程序假设的初始浸润面,通过调整浸润面处网格迭代求解最终浸润面的位置,选取一个经典算例验证程序的可靠性。针对典型的上游法尾矿库,采用SAFTD程序分析液化前后尾矿坝的渗流场与孔压分布特征。数值模拟结果表明,液化后尾矿坝的浸润面中间部分发生明显抬升,而在入渗点处和出渗点附近变化不大;液化后尾矿坝的孔压明显增加,坝体内部孔压增大约18%~280%,最大的孔压增量发生在初期坝的右下部,数值模拟结果与Ishihara对Mochikoshi 2号坝的分析结果相似。 相似文献
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采用永久变形分析和地震时程分析相结合的综合研究方法,开展某大型现场尾矿坝的稳定性评价。依据尾矿坝场地地震安全性评价结果,确定50年超越概率10%、5%的荷载时程输入曲线;采用修正UBCSAND模型进行隐式非线性分析;采用粘性输入边界,解决动力荷载时程较长时引起计算不收敛的问题;进行尾矿坝的三阶振型特征周期计算;进行基本烈度下永久变形分析,剖析不同坝体标高的变形特征;绘制位移云图并剖析位移变化特征;采用时程+SRM法,计算绘制50年超越概率10%和5%的安全系数时程曲线。根据永久变形和稳定性系数计算结果,综合判定尾矿坝稳定状态,据此对现场尾矿坝提出加固建议。建立的研究方法和成果可为大型尾矿坝稳定性评价工程提供参考。 相似文献
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考虑流固耦合效应的辽宁葠窝水库溢流坝段抗震性能分析 总被引：1，自引：0，他引：1
针对辽宁葠窝水库混凝土重力坝抗震问题,采用耦合的拉格朗日-欧拉有限元分析技术,建立了可考虑库水-坝体-基岩动力耦合效应的典型溢流坝段抗震分析数值模型。模型中,采用等效一致粘弹性边界模拟基岩的人工截断边界;采用混凝土弥散裂缝本构模型模拟混凝土的动力特性。根据烈度与地震动之间的关系,确定了水库坝体抗震设计的输入加速度峰值。据此,分析了在不同季节水位变化条件下坝体地震反应的基本特性。研究表明：完好的辽宁葠窝水库混凝土重力坝溢流坝段能满足8度的抗震设防烈度要求。地震下溢流坝段峰值位移出现在胖坝和瘦坝的坝顶迎水面位置处,胖坝的动位移较瘦坝动位移大。胖坝在闸墩与溢流堰交接处出现了拉应力最大值。有库水条件下,瘦坝峰值拉应力出现在坝趾处,无库水条件下,瘦坝最大拉应力出现在溢流堰与闸墩交接处。 相似文献
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针对传统等效线性法对尾矿坝地震响应分析结果与实际情况存在一定的出入的问题,通过振动台模型试验和数值计算结果比对验证数值计算方法的可行性,运用考虑液化后尾矿砂流动特性的孔压上升模型,基于完全非线性动力分析方法,对尾矿坝地震响应进行分析计算,通过对坝顶位移和加速度的监测结果进行分析,得出坝顶的加速度放大系数以及坝顶位移最大值;并由坝体水平方向位移云图、竖直方向位移云图及位移矢量图,判断可能发生局部滑坡的位置;对坝体内液化情况进行判定,得到尾矿坝的地震响应规律,为尾矿坝抗震设计提供一定的理论参考. 相似文献
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在大坝地震响应分析中如何考虑淤砂层,以及淤砂层对大坝的地震响应影响如何,是目前混凝土坝抗震分析和设计中需要进一步研究的问题。将库水-淤砂层-坝体-坝基动力相互作用当做波动散射问题,采用广义饱和多孔介质统一计算框架分析库水(流体)、淤砂层(饱和多孔介质)、坝体与坝基(固体)间的耦合。研究了一种考虑库水可压缩性与淤砂层影响的库水-淤砂层-坝体-坝基动力相互作用的高效分析方法,并通过自编程序实现了该方法。以Koyna重力坝为对象,以脉冲P波和SV波为输入,给出了库水-坝体-坝基体系不同时刻的波场快照,分析了其波场特征。设计了不同淤砂层厚度的4种工况,对比分析了4种工况下坝体的位移、加速度和最大应力,研究结果表明：库底淤砂层对坝体位移影响很小,但对坝体各点加速度和最大应力有减小作用,并且随着淤砂层厚度的增加,作用会增强。 相似文献
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地应力对裂隙岩体渗透特性的影响 总被引：9，自引：0，他引：9
提出了地应力场中岩体不连续面变形的本构关系，讨论了渗流与应力耦合条件下裂隙岩体渗透张量的计算方法，阐述了地应力对裂隙岩体渗透特性的影响．研究表明，地应力对岩体渗透特性的影响主要是通过改变不连续面的开度和不连续面网络的水力传导路径而产生的；裂隙岩体渗透性随岩体埋深的增加呈负指数减小，随侧压系数的增大呈双曲线减小．渗流场与应力场的耦合理论可望应用于水库诱发地震的研究中 相似文献
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研制可合理模拟预测基坑降水过程中引起地面沉降的计算机程序,并提出最优化降水方案。基于三维全耦合数值模型,笔者开发了GWS软件。GWS软件是以比奥固结理论为基础,将土体的非线性特征及土的渗透性随应力状态的动态变化考虑进去,通过耦合地下水渗流场和土体应力场进行模拟预测基坑降水过程中渗流场及地面沉降的变化。以一个实际基坑降水工程为例,经GWS软件计算得出5口井联合抽水方案,后续工程证明此方案正确、可靠。以三维全耦合数值理论为基础的GWS软件,可以为基坑降水工程引起的地下水渗流场变化及地面沉降量提供可靠的预测。 相似文献
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基于观测的主应力方位资料,应用遗传有限单元法对巴西及邻区边界位移和板内力源进行了反演,确认了前人的研究结果：板块边界作用是控制区域应力场的主要因素,山脉和海岸地形造成的扩展力是控制应力场的一个重要因素．同时显示了板块在垂直载荷下的弯曲对局部水平应力场造成相当的影响．反演结果也表明,除了过去公认的东西向挤压作用外,巴西还受到相当明显的南北向构造作用．它的存在与最近ＧＰＳ资料的分析是一致的．研究还表明遗传有限单元法是偏微分方程反演问题求解的一种有效方法． 相似文献
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河水径向渗流会对河岸基坑稳定性及支护结构内力产生显著影响。以某深基坑工程为背景进行了三维流固耦合数值模拟分析,研究了渗流对深基坑土体及支护结构受力与变形的作用规律。研究结果表明：1初始水位时,渗流作用对土体水平应力与土体剪应力的影响较小,但水位上升后,坑底处土体水平应力明显增大,在坑壁拐角处应力集中现象突出,土体剪应力在开挖面以下的底脚处最大;2土体水平位移与竖向位移均在水位上升时呈递增趋势;3桩身弯矩与剪力在水位上升初期有较大增加,之后增长速度减小;4上层、下层锚杆的自由段和锚固段轴力在水位上升初期均有明显增加,但之后增加幅度很小;5安全系数在水位上升初期降低较多,之后以较小速度呈线性减小。 相似文献
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Hydrodynamic pressures and structural response of concrete gravity dams, including dam-reservoir interaction, due to the vertical component of earthquake ground motions are investigated. The response of the dam is approximated by the deformations in the fundamental mode of vibration, and the effects of deformability of bed rock on hydrodynamic pressures are recognized in the analysis. Expressions for the complex frequency response functions for the dam displacement, dam acceleration and lateral hydrodynamic force are derived. These results along with the Fast Fourier Transform algorithm are utilized to compute the time-history of responses of dams of 100, 300 and 600 ft height, with full reservoir, for different values of elastic modulus of mass concrete: 3.0, 3.5, 4.0, 4.5 and 5.0 million psi, to the vertical component of El Centro, 1940, and Taft, 1952, ground motions. It is concluded that the hydrodynamic forces caused by vertical ground motion are affected substantially by damreservoir interaction and depend strongly on the modulus of elasticity of the dam. The dam response to the vertical component of ground motion is compared with that due to the horizontal component. It is concluded that because the vertical component of ground motion causes significant hydrodynamic forces in the horizontal direction on a vertical upstream face, responses to the vertical component of ground motion are of special importance in analysis of concrete gravity dams subjected to earthquakes. 相似文献
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《中国地震研究》2016,(2)
Based on the load model of a uniform isotropic semi-infinite elastic medium,we deduced a calculation of vertical displacement and tilt and proposed a method of calculation of vertical displacements and tilts caused by irregular load on the ground or underground at a certain point with two-dimensional and three-dimensional shapes. We compared the difference between the simplified model and the irregular model. Finally,the vertical displacements near the irregular load and the distribution of horizontal tilt are presented.The results show that,compared with the point simplified model,the irregular load model has certain advantages for describing the near field. The establishment of a twodimensional irregular load model can help with the calculation of the modal vector superposition after load scattering. The three-dimensional irregular load model can redistribute load through different weights given to the scattered points after the load scattering,and then obtain displacement with the vector calculation method. The results of vector superposition calculation from the scattered irregular load both in two-dimensions and three-dimensions are all convergent obviously as grids become denser,and it is shown that the calculation method is correct and feasible. 相似文献
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Risk calculation of levee in the complex environment has significant theoretical values and practical meanings. As there still exists problems in present risk calculation models, a simple and efficient calculation model of the comprehensive levee risk is needed to be established. This paper studies the comprehensive risk calculation model of levee with multiple failure modes based on the analysis of levee instability and seepage failure. Firstly, coupling calculation of the seepage field and stress field is made using the finite element method, and safety factor of levee slope and critical failure hydraulic gradient of levee foundation are determined according to the strength reduction and piping theory. Then, particle swarm optimization is applied to conduct a comparative study on potential impact factors of levee stability and seepage, thus to determine explicit expressions for instability of levee body and seepage failure of levee foundation. Finally, Monte Carlo method is introduced to simulate the levee structure stochastically and calculated the comprehensive levee risk. Calculation results of the example show that the risk calculation method proposed in this paper has higher computational efficiency and can provide references for the decision of levee reinforcement. 相似文献
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基于饱和两相介质弹性波动方程分析SV波在饱和土体自由表面的反射问题,引入波动方程的势函数解答,求解出二维问题中SV波入射情况下饱和土体自由场的位移、速度、加速度和应力响应。在饱和土体自由场响应解析解基础上,建立SV波入射下饱和土体自由场静、动力有限元模型。建模中考虑了如下几方面因素:(1)在不同分析步,对土体单元赋予不同材料本构。通过*model change命令进行单元生死设定,从而实现在初始应力场平衡的静力状态下采用DuncanChang本构模型,而地震波动输入时采用Davidenkov动力本构模型;(2)采用多孔介质黏弹性人工边界条件,在人工边界上分别施加固相和液相介质的弹簧和阻尼来模拟饱和土体中能量的传播;(3)将地震波转化为作用在人工边界上的等效地震荷载,施加到人工边界节点上;(4)土体单元采用4结点平面应变孔压单元(CPE4P)。有限元计算与解析解比较结果表明:SV波在垂直入射和掠入射时,竖向位移响应为零;在45°左右入射时,水平位移响应最大;60°左右入射时,竖向位移响应最大。这些结论与解析解吻合较好,本文模型为建立土-结构动力相互作用模型打下良好的基础。 相似文献
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本文研究沿高度变刚度混凝土灌芯纤维石膏墙板结构(以下简称复合墙板结构)在水平荷载作用下的受力机理,建立简化计算模型,推导出了复合墙板结构的受力破坏路径,并建立了各阶段内力计算方法及计算公式。通过实例计算,得到沿高度均匀结构以及非均匀结构在水平荷载情况作用下位移的曲线与非均匀结构的受力破坏路径。结果表明,沿高度适当改变灌芯方式,侧移曲线更趋合理;各区段结构破坏路径均是石膏板先开裂且先达到极限状态。 相似文献
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On the state of stress in the near-surface of the earth's crust 总被引：1，自引：0，他引：1
Five models for near-surface crustal stresses induced by gravity and horizontal deformation and the influence of rock property contrasts, rock strength, and stress relaxation on these stresses are presented. Three of the models—the lateral constraint model, the model for crustal stresses caused by horizontal deformation, and the model for the effects of anisotropy—are linearly elastic. The other two models assume that crustal rocks are brittle or viscoelastic in order to account for the effects of rock strength and time on near-surface stresses. It is shown that the lateral constraint model is simply a special case of the combined gravity-and deformation-induced stress field when horizontal strains vanish and that the inclusion of the effect of rock anisotropy in the solution for crustal stresses caused by gravity and horizontal deformation broadens the range for predicted stresses. It is also shown that when stress levels in the crust reach the limits of brittle rock strength, these stresses become independent of strain rates and that stress relaxation in ductile crustal rocks subject to constant horizontal strain rates causes horizontal stresses to become independent of time in the long term. 相似文献
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无基坑振冲加密施工是一种比较先进的土石坝建筑方法。以海南省三亚市西部的宁远河中下游河段的大隆水利枢纽工程土石坝为研究对象,对其进行准确分区,以饱和-非饱和渗流理论为基础,通过三维有限元数值方法,模拟库水下降作用下的土石坝渗流场,并对各级水位下的孔压、流速及流向进行分析,评价大坝的渗流安全。研究结果表明：采用无基坑振冲加密施工方法后,坝体内填砂砾振冲层形成上游排水通道,在坝前水位骤降工况下,防渗土料内有效流速方向和渗透压力的方向由近水平的指向坝面变为竖直向下指向填砂砾振冲层,而且有效流速明显变大,利于渗透水通过填砂砾振冲层排到下游,有利于上游坝体稳定。 相似文献