浅谈金安桥水电站枢纽区边坡稳定性分析及femcad有限元软件开发

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1、痧歹lj大学硕士学位论文题目一垒塞插丞电塑抠纽匡垫缝撞定性公v析⋯，星￡2婴堡蚀直眼亘塑性珏蕉作者玉珏云完成日期—塑95年5月培养单位四川太堂指导教师僵江达煎攫专业蚩±工程研究方向岩互左堂皇王捏授予学位日期——年——月——丑四川大学硕士学位论文V778792金安桥水电站枢纽区边坡稳定性分析及FemCAD有限元软件开发岩土工程专业硕士研究生王开云指导教师何江达教授金安桥水电站位于云南省丽江地区境内的金沙江中游河段上，装机容量4x600MW，最大坝高160m。坝址区左岸分布有B1、B2、B20三个堆积体

2、边坡。边坡所赋存地质条件复杂、建筑物开挖边坡高、处理范围广(沿河长约2kin、高约300m)、物理力学指标低，工程建成后边坡须经受9度地震的考验，其稳定性和加固处理措施研究是制约工程建设与安全运营的关键技术问题之一。本文针对金安桥枢纽建筑物区Bl、B2、B20堆积体边坡及左坝肩岩质边坡，运用刚体极限平衡法和静、动力有限元法，分别对上述边坡多种工况的稳定性情况进行系统分析计算，综合评价边坡的稳定性及工程处理措施。同时采用混合语言编程开发FemCAD有限元软件，并将其成果应用于金安桥边坡建模中。本文的主

3、要工作及特色如下：(1)根据金安桥边坡地形、地质特性，建立有限元和刚体极限平衡法计算模型，重点模拟断层及节理裂隙等不利地质构造。(2)采用刚体极限平衡法中的Bishop法、Janbu法、Morgenstern—Price法、潘家铮法以及静力有限元法，计算天然、蓄水、水位骤降、施工、地震和暴雨工况下边坡的稳定安全系数，并考虑各种不同的滑移模式组合，综合分析不同工况下边坡的稳定性。(3)运用非线性有限元法研究天然边坡的稳定性，模拟边坡分级开挖情况，研究无支护条件下工程开挖边坡的卸荷特征，揭示边坡潜在塑性

4、区和拉裂区分摘要布位置和范围；研究系统锚杆和预应力锚索布置方案的加固效果，为工程边坡的加固处理提供依据。(4)研究地震荷载作用下，边坡的动力响应特性，揭示边坡在地震作用F的变形、速度、加速度与应力分布特性，并采用时程分析法获得边坡的动安全系数及动力特性曲线，分析地震作用对边坡稳定性的影响程度。(5)利用Fortran／VisualBasic／VisualLisp语言各自的特点和优势，采用混合语言编程开发FemCAD有限元软件，集成了有限元求解的一个完整过程(包括酊处理、计算、后处理三个步骤)。研究过

5、程中着重于开发有限元的前后处理及与其它通用软件(GEO—SLOPE／SIGMA、MARC、ANSYS)的模型转换功能，实现有限元平面网格剖分的数值化、自动化及有限元前后处理绘图功能。关键词：边坡刚体极限平衡法有限元稳定性动力分析婴型查兰堡圭兰些堡奎一一StabilityAnalysisoftheSlopeoftheJinAnqiaoHydroProjectandtheDevelopmentof“FemCAD”FEMSoftwareMajor：Geo—technicalEngineeringTutor

6、：P蟛HeJiangdaTherearethreeaccumulatedslopesincludeB1，B2andB20，intheleftbankoftheJinAnqiaohydropowerstation．Forcomplexgeologicsetting，hightslopeofanexcavation，expansiveareatocure(2krnalongriver,300mforheight)，lowerindicatorofphysicalmechanics，functionof9

7、degreeearthquakeafterengineeringbuildingup，thestabilityandthereinforcementmeasuresoftheslopearethekeyproblemtobuildandrunwithsecurity．InaccordancewiththetopographicandgeologicfeatureoftheB1，B2，B20accumulatedslopesandleftabutmentrockslope，thestaticsandd

8、ynamicsfiniteelementmethod,andrigidbodylimitequilibriummethodareuesedtostudythestabilityindifferentconditions，syntheticallyevaluatethestabilityoftheslopesandtheeffectofthereinforcementmeasures．Atthesametime，thedevelopmentof‘'FemCAD'’FEM