重力坝深层抗滑稳定有限元超载降强综合法运用研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文重力坝深层抗滑稳定有限元超载降强综合法运用研究摘要在众多水库大坝的设计建造中，重力坝依靠自身适应性强、方便施工、利于发电和泄洪、安全度高等优点而在业内逐渐获得广泛运用，现已经基本成为国内高坝施工建设中的主要形式。而多数情况下，由于坝基基础并不能保证都是完整的岩体，造成坝基建设条件极其复杂，因此在复杂地基条件上建设的大坝安全特性具有工程风险。一旦发生坝工失事事件，不单是会破坏坝体结构，还会严重威胁到大坝下游区域的人民的生命财产安全，并对经济造成不可估量的损失。这也就使得重力坝的稳定可靠问题分析研究成为水工建筑中举足轻重

2、而又经常遇到的一个难题，需要进行深入探讨研究的重要课题。新世纪以来，国内外大量科研人员投身于重力坝的稳定可靠问题的分析科研中，得到了大量计算重力坝坝工结构深层抗滑稳定安全系数的计算方式，但是，截至目前业内还没有一个统一的标准精准客观的评价方法。近年来，随着计算机的日益普及，有限元法逐渐得到了专业人士的广泛运用。目前有限元方法中采用的超载法和强度折减法是分别单独考虑了水荷载和坝基材料强度单一因素变化的作用，得到相应的安全系数。但是，实际工程结构中重力坝的抗滑稳定性是在水荷载和坝体坝基材料强度共同变化作用下的结果，超载降强综合考虑了这两方面因素变化，

3、体现了实际工程极限条件的可能范围。本文首先对重力坝深层抗滑稳定研究现状进行了梳理，并重点介绍了I太原理工大学硕士研究生学位论文超载降强综合方法，探讨了该方法的理论合理性。其次，对ANSYS有限元法进行了阐述，并说明了ANSYS大型有限元分析软件的使用过程和方法。最后，运用ANSYS大型有限元分析软件，对武都碾压混凝土重力坝的19#坝段建模，运用有限元超载降强综合法、有限元超载法和有限元强度折减法进行该坝段的深层抗滑安全稳定分析。分别得到采用超载降强综合法、超载法和强度折减法条件下该坝段的稳定安全系数，并与武都水库重力坝的19#坝段模型试验结果对比

4、分析，阐明了超载降强综合方法的合理可靠性。本论文与具体的工程实际相结合，运用ANSYS有限元分析软件，分析探讨了超载降强综合法、超载法和强度折减法，得到武都碾压混凝土重力坝的19#坝段安全系数，探讨超载降强综合法的合理性和可靠性，其得到的安全系数具有工程实际应用价值。关键词：重力坝，超载降强综合法，深层抗滑稳定，有限元II太原理工大学硕士研究生学位论文THECOMPREHENSIVEMETHODABOVEOVERLOADINGANDSTRENGTHREDUCINGFORFINITEELEMENTANALYSISOFTHEDEEPSTABILITY

5、OFGRAVITYDAMABSTRACTAmongthedesignandconstructionofnumerousreservoirdams,gravitydamiswidelyrecognizedintheindustryandhasbecomethemaindamtypeinthedomesticconstructionofhighdamatpresentbecauseofitsadvantagessuchasstrongadaptability,convenientconstruction,goodforpowergenerationa

6、ndflooddischarge,highdegreeofsafety.Butinmanycases,notallofdamfoundationsareintegrity,whichmakedamconstructionverycomplex,sothesecurityofdamcannotgetonehundredpercentguaranteed.Whendamwreckinghappened,notonlythedamstructurewouldbedestroyed,butalsothepeople'slifeandpropertysec

7、urityindamdownstreamareawouldbeunderaseriousthreaten,whichmaycausetremendouslosstotheeconomy,soitmakesanalysisapproachonthestabilityandreliabilityofgravitydambecomeanimportantbutfrequentlyencounteredprobleminhydraulicstructureandneedtobeconstantlyin-depthdiscussion.Sincethene

8、wcentury,alargenumberofresearchershaveengagedinscientificresearchont