复杂岩基上重力坝坝基稳定模型试验与有限元分析

《复杂岩基上重力坝坝基稳定模型试验与有限元分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第43卷第5期四川大学学报(工程科学版)Vol．43No．52011年9月JOURNALOFSICHUANUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEEDITION)Sept．2011文章编号:1009-3087(2011)05-0077-06复杂岩基上重力坝坝基稳定模型试验与有限元分析*段斌，张林，陈媛，胡成秋(四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，水利水电学院，四川成都610065)摘要:软弱结构面发育

2、、断层与错动带相互交错是复杂岩基的重要特征。针对武都重力坝地质条件极其复杂的特点，试验研制出适合该工程地质条件的模型材料，建立了典型坝段坝基的地质力学试验模型和3维非线性有限元计算模型。采用地质力学模型综合法试验和3维非弹性有限元计算方法研究武都重力坝加固方案的坝基稳定##问题，两种方法得出16～19坝段的综合安全系数Kc分别为3．6～4．8和3．8～5．4，两种研究方法的结果基本一致。同时，试验和计算研究成果表明，坝基加固处理后，坝与地基的变形明显减小，稳定安全系数显著提高，为坝基抗滑稳定安全性评价和加固设计提供了科学依

3、据。将试验与计算紧密结合起来进行复杂岩基上重力坝的坝基稳定分析为其他类似工程提供了参考。关键词:重力坝;坝基稳定;地质力学模型试验;变温相似材料;非线性有限元法中图分类号:TV131文献标志码:AGeomechanicalModelTestandFEMAnalysisofStabilityofGravityDamonComplexRockFoundation*DUANBin，ZHANGLin，CHENYuan，HUCheng-qiu(StateKeyLab．ofHydraulicsandMountainRiverEng．，

4、SchoolofHydraulicandHydroelectricEng．，SichuanUniv．，Chengdu610065，China)Abstract:MaterialssuitableforthecomplexgeologicalconditionofWuduprojectweredeveloped．Geomechanicalmodeland3DFEM##modelweresetuptostudythefoundationstabilityofthedamreinforcingscheme，andthesafet

5、yfactorKofthe16～19damsectionscwereachievedbythetwomethods，whichwas3．6～4．8and3．8～5．4，respectively．Theresultsshowedthatbythedamreinforcingscheme，thedeformationisdecreasedandthesafetyfactorrisessignificantly．Keywords:gravitydam;stabilityofdamfoundation;geomechanicalm

6、odeltest;intensityweakening;temperatureanalogousmaterial;nonlinearFEM重力坝主要依靠自身的重力来维持稳定，其坝型试验法是目前研究坝与地基稳定性问题的有效方体体积大，稳定性总体较好。但据统计，在有记载的法，自从20世纪60年代以E．Fumagalli为首的专家［1］重力坝失事案例中，40%是由于坝基失稳所致，在意大利结构模型试验研究所(ISMES)开创了工程［2］因此坝基稳定是影响重力坝安全的关键因素之一。地质力学模型试验技术以来，在地质力学模型试因此，如何

7、科学、准确地对坝基稳定性作出评价，并验发展的几十年里，科研机构一直在进行地质力学提出合理的处理措施，对工程具有十分重要的技术模型材料的探索研究，武汉水利电力大学研制出经济意义。MIB材料［3］，清华大学李钟奎研制出NIOS材料［4］，重力坝坝基稳定问题的研究方法主要有刚体极［5］山东大学研制出铁晶砂胶结材料(IBSCM)，此限平衡法、模型试验法、数值分析法等。地质力学模外，还有离心结构模型试验相似材料、滑坡相似材料、水泥石膏相似材料，“固－液”两相相似材料、岩收稿日期:2011－03－21爆模型的相似材料等。近年来，由于在

8、模型材料方基金项目:国家自然科学基金资助项目(50879050);国家重点基础研究发展计划资助项目(2010CB226802);博士面研制出能够模拟岩体及软弱结构面力学参数变化学科点专项科研基金(20100181110077)的变温相似材料，促进了地质力学模型试验的突破作者简介:段斌(1980－)，男，