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土石坝拟静力抗震稳定分析的强度折减有限元法 总被引：1，自引：1，他引：0
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。 相似文献
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高土石坝加速度响应的三维有限元研究 总被引：1，自引：0，他引：1
采用三维有限元分析方法,对100 m以上的均质堆石坝进行了动力反应分析,研究了沿大坝高度方向和坝纵轴线方向的加速度分布规律,分析了坝高、动剪切模量、坝坡坡度、河谷宽高比、地震峰值加速度、地震波对加速度放大倍数的影响。结果表明：高土石坝表现出明显的三维动力效应,坝高、动剪切模量、坝坡坡度等因素对大坝三维加速度反应均有不同程度的影响;所有工况中地震加速度均在坝高4/5以上的河谷中部放大明显,现行规范建议的加速度分布规律不符合高坝的反应特性。根据计算结果,建议了大坝坝坡抗震加固的范围。 相似文献
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地震作用下土石坝液化易导致坝坡失稳滑移等严重后果，加密法是常用的抗液化手段之一。针对坝趾压重与坝壳翻压两种坝身加密加固方法，开展了离心机振动台试验，分析了不同加密型抗液化处理的小型土石坝坝坡地震响应规律。试验结果表明，由于高水头作用下坝坡底部土体软化，未处理坝坡加速度放大系数沿高程先减小后增大，而加密坝坡加速度放大系数沿高程逐渐增大，且坝坡表面处加速度存在表面放大现象。坝趾压重和坝壳翻压提高了坝身有效应力，降低地震产生的超静孔压比，有效防止土体液化。未处理坝坡在峰值加速度为0.24g地震作用下即发生坝趾液化现象，而加密坝坡在峰值加速度为0.24g和0.45g下均未发生液化。未处理坝坡整体侧向位移大，加密处理后，在峰值加速度为0.24g下坝坡整体表现为竖向位移。坝趾压重区坝趾水平位移明显减小，坝壳翻压区坡顶沉降减小了50%。试验结果验证了坝趾压重和坝壳翻压的抗液化效果，为小型土石坝抗震加固设计提供了参考。 相似文献
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土石坝拟静力抗震稳定性分析与坝坡地震滑移量估算 总被引：7，自引：3，他引：4
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。 相似文献
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采用基于状态相关的剪胀理论的临界状态砂土模型,以SUMDES2D为有限元平台,对直接建造在基岩上的心墙堆石坝进行了1组抗震性能计算,分析了坝体在不同的地震强度下的动力响应,以研究地震强度对土石坝变形机理的影响。计算结果表明,地震强度越大,地震所引发永久变形和局部变形就越大; 文中除了给出土石坝的总体位移及变形状况外,还提供了堆石坝在某些局部位置的应力路径和应力应变关系,探讨了不同地震强度下坝体破坏的内在机理。局部土单元的动力响应,揭示位于坝体上游坝坡马道附近单元由于密实度小,在应力不大的情况下就达到材料的临界状态,随着地震强度的增加,该部位由稳定逐步过渡到临界状态,而后沿着临界状态线发展,土单元由稳定逐步过渡到流动变形。 相似文献
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土石坝的坝坡稳定是影响土石坝安全的重要因素,传统的土石坝坝坡稳定采用的是瑞典圆弧法或者毕肖普法,其计算结果既不是下限解也不是上限解。在Sloan的工作基础上,基于有效应力的方式, 用有限单元思想离散结构物,建立满足平衡条件、间断条件、应力边界条件以及屈服条件的极限分析下限法的非线性规划模型,并且编制了相应的程序,应用到土石坝坝坡稳定性的计算中。考虑了地震荷载和渗流作用,采用迭代算法对土石坝进行非线性强度指标的坝坡稳定计算。最后,以几个典型土坡和具体的土石坝工程为算例,与多种方法的分析结果比较,表明了该方法的可行性。 相似文献
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综合采用时程分析法、整体变形分析法（等效节点力法和软化模量法）、极限平衡法等方法,以小打鹅尾矿库为例,分析了该高堆尾矿坝的永久变形和动力稳定性。分析了干滩面长度、尾矿堆积坝高度、设计地震加速度等影响因素对尾矿坝的安全系数和永久变形的影响,以及地震作用下尾矿坝安全系数的时程变化规律。结果表明：尾矿坝的地震永久变形与一般土石坝的存在差异,其水平方向的永久变形大于竖直方向的永久变形,且永久变形与坝高不一定呈单调递增关系;地震中尾矿坝的最小安全系数与各影响因素大体呈线性关系,而坝顶处的震陷与各影响因素之间呈非线性关系;地震过程中尾矿坝瞬时安全系数具有波动降低的特点,为此,完善了地震作用下尾矿坝最小平均安全系数的计算方法。该研究表明小打鹅尾矿库坝体的抗震性能能够满足相应抗震设防要求。 相似文献
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土石坝抗震安全的设计一般立足于预防结构的倒塌,如何使土石坝结构地震破损控制在可接受的风险水平是一个值得研究的重要课题。应用地震风险分析理论,建立了土石坝地震风险分析方法,包括地震危险性分析、地震易损性分析和地震灾害损失评估3个方面。在场地地震危险性分析基础上,将基于性能的抗震设计思想应用于土石坝结构地震易损性分析中,以土石坝坝顶相对沉陷为评价指标,划分土石坝震损等级,最后结合地震经济损失分析,建立了土石坝地震风险计算模型,在技术和经济上对土石坝地震破损风险进行分析计算。以某高土石坝为例,用该模型对大坝的震害和经济损失进行了预测分析,其结论可为土石坝安全评价及投资决策等提供依据。 相似文献
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基于极限分析的上限定理,提出一种土石坝极限抗震分析的新方法。该方法假定土体为理想刚塑性材料且满足相关联流动准则,将土石坝坡滑动体划分为若干水平土条,计算各滑动土条的外功率与内能耗散,然后通过能量平衡条件,利用优化算法确定土石坝的极限抗震能力。运用所提方法,对一典型心墙土石坝进行极限抗震能力分析,研究了水平条分数以及抗剪强度参数对极限抗震能力影响。计算结果表明,水平条分数对滑裂面形状影响较大而对大坝极限抗震能力影响较小。当水平条分数增加到一定数目时大坝极限抗震能力最终趋于一个稳定值。同时,堆石料的抗剪强度对大坝极限抗震能力影响较大。通过与传统的极限平衡法对比,验证了所提方法的正确性与可行性。 相似文献
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This paper presents a numerical investigation of the seismic response of earth dams by employing results from 110 nonlinear two-dimensional (2D) dynamic analyses of four different cross-sections with heights ranging from 20 to 120 m. The analyses were of a parametric nature, considering the effects of seismic excitation characteristics (intensity and frequency content), foundation soil stiffness, and the existence of typical stabilising berms and/or an impounded reservoir. The results of these studies indicated that the predominant period of a dam’s vibration was strongly affected by its height and the input motion characteristics. The results also indicated that the peak acceleration at the dam’s crest was governed by its height, the input motion characteristics, and the stiffness of the foundation soil, but not by the other parameters. These same analyses yielded results on pseudo-static seismic coefficients for a total of 1084 potential sliding masses within the analysed cross-sections, demonstrating that the seismic coefficients decreased as the sliding mass became deeper and bulkier, increased if the mass was located upstream rather than downstream, and were strongly affected by the seismic excitation characteristics and stiffness of the foundation soil. Moreover, these results allowed for a thorough evaluation of existing methodologies for seismic coefficient estimation, quantifying their accuracy and depicting their limitations. This evaluation process also illustrated the fact that there is currently no methodology accounting for all significant problem parameters. 相似文献
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中国喜马拉雅山地区滑坡堵江编目及空间特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
滑坡堵江数据获取与编目是其区域研究开展的基础。喜马拉雅山脉地处中国西南边陲,新构造运动强烈,滑坡堵江事件频发,在产生巨大经济损失的同时也造成了不良国际影响。鉴于该区区域滑坡堵江现场调查难以开展的问题,本文利用遥感技术、地理信息技术,结合野外验证获取了区内136处滑坡堵江事件的空间位置、基本属性和几何形态,建立了中国喜马拉雅山地区滑坡堵江编目。区内滑坡堵江集中分布在米林、札达、加查、错那、隆子、郎县等县,成因类型以滑坡、崩塌、泥石流为主。基于环境要素信息量计算得出该区滑坡堵江的易发程度随高程、坡度、地震加速度的增大先增大后减小,随地震点密度增大先减小后增大,随构造线密度增大逐渐增大,随与水系距离增大逐渐减小。不同坡向中,西向斜坡更容易诱发滑坡堵江,东南坡向最不容易诱发滑坡堵江。高位高山地貌类型、地层条件中的朗县构造混杂岩组和坚硬岩组,构造分区中的高喜马拉雅分区和雅鲁藏布江分区是滑坡堵江形成的有利条件。对比各环境要素不同类别的信息量取值认为影响该区滑坡堵江事件形成的主要背景因素是高程、地貌类型、地层岩组、构造分区和地震点密度。这些滑坡堵江事件几何参数的研究结果表明坝体长度-坝体面积与滑坡面积-坝体面积之间具有拟合程度较高的乘幂函数关系,而其他参数间的相关性并不突出。 相似文献
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The effect of reservoir length on seismic performance of gravity dams to near- and far-fault ground motions 总被引：1，自引：1，他引：0
In this article, the effect of reservoir length on seismic performance of gravity dams to near- and far-fault ground motions
is investigated. For this purpose, four finite element models of dam–reservoir–foundation interaction system are prepared
by using the Lagrangian approach. In these models, the reservoir length varies from H to 4H (H: the height of dam). The Folsom gravity dam is selected as a numerical application. Two different ground motion records of
1989 Loma Prieta earthquake are used in the analyses. One of ground motions is recorded in near fault; the other is recorded
in far fault. Also, the two records have the same peak ground acceleration. The study mainly consists of three parts to assess
the effects of reservoir length on the seismic performance of the concrete gravity dam. In the first part, the linear time-history
analyses of the four finite element models prepared for the Folsom gravity dam are performed. In the second part, the seismic
performance of the dam is evaluated according to demand–capacity ratio and cumulative inelastic duration. Finally, the nonlinear
time-history analyses of the finite element models of the dam are carried out by using Drucker–Prager yield criteria for dam
concrete. It is seen from the analyses results that the seismic behavior of the concrete gravity dams is considerably affected
from the length of the reservoir. The reservoir length of 3H is adequate for concrete gravity dams. The selection of ground motion is on of the important parts of seismic evaluation
of gravity dams. Also, the frequency characteristics of the ground motion having the same peak ground acceleration affect
the seismic performance of the dam. The near-fault ground motions are generally creates more stress on the dam body than far-fault
ground motions. The used performance approach provides a systematic methodology for assessment of the seismic performance
and necessity of nonlinear analyses for dam systems. 相似文献