基于geostudio的土石坝动力安全复核ok

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1、万方数据第28卷第10期2010年10月水电能源科学WaterResoureesandPowerV01．28No．10Oct．2010文章编号：1000—7709(2010)10-0053-03基于GeoStudio的土石坝动力安全复核孟凡雷1苏佩珍2(I．重庆市水利电力建筑勘测设计研究院，重庆400020；2．河海大学水利水电学院，江苏南京210008)摘要：针对国内水库大坝地震监测系统不完善、不利于现阶段土石坝动力分析理论安全复核，采用GeoStudio软件，结合邓肯E-B模型分析了英菲尔尼罗黏土心墙堆石坝静动力非线性、边坡稳定性厦沉降量分布规律，并进行了震害对比验证。

2、结果表明。该方法与实测值吻合。可验证动力分析理论与方法的合理性。关键词：GeoStudio软件；土石坝；沉降；加速度I边坡稳定I动力安全复核中图分类号：TV64l；TV698．1+3文献标志码：A我国处于环太平洋地震带和喜马拉雅一地中海地震带之间，是一个多震国家，大部分土石坝建于地震区，在历次地震中不乏土石坝遭遇震害的实例，如密云白河主坝、王屋、冶源和黄山土坝等均发生了滑坡事故[1]，汶川碧口大坝的震损更明显，紫坪铺、太平驿、狮子坪等大坝均遭到了严重破坏，若发生溃决将导致下游地区人民生命财产的惨重损失，因此对建于地震区的土石坝有必要分析动力反应。与国外相比，我国大坝安全监测

3、起步较晚，水库大坝地震监测系统亦不完善，部分地震监测设备老化或损坏，均不利于对现阶段土石坝动力分析理论和计算方法适用性的考察及大坝安全复核的实现。由于英菲尔尼罗黏土心墙堆石坝[2]经历了多次地震的考验，具有较多的地震及变形监测资料，同时GeoStudio岩土工程软件嘲具有多个分析模块、动力分析理论全面且操作简单，鉴此，本文结合英菲尔尼罗黏土心墙堆石坝，采用GeoStudio软件和邓肯E-B模型、分析了静动力非线性、边坡稳定性及反应规律，并进行了震害对比验证，检验了现阶段土石坝抗震理论及方法的合理性。1GeoStudio软件及计算GeoStudio软件详见文献[33，邓肯E-

4、B模型、动力模型及边坡稳定性分析见文献[4]。2实例2．1震况英菲尔尼罗黏土心墙堆石坝坝高1481TI，位于墨西哥Balsas河上，不透水心墙与堆石坝壳间是级配良好的压实反滤层和过渡层，大坝最大断面及计算的简化断面见图1。由于大坝安装了监测仪器，各时期地震发生的最大沉降量见表l。(a)最大断面(b)简化断面图1英菲尔尼罗坝的最大断面与简化断面Fig．1MaximumsectionandsimpI．fiedsectionofEIInfiern．110rockfiIIdam表1不同时期发生的最大沉降量Tab．1Maximumsettlementofdifferentstages

5、锄时期最大沉降量0时期最大沉降量施工165．000初期蓄水～地震前69．00初期蓄水35．oo01979—03—14地震13．oo1979年地震时大坝未出现严重震害[‘]，运行正常，表现出良好的抗震性能：①坝顶最大沉降约13cm，向下游最大位移5～6cm；②坝顶沉降最大部位纵缝多至5条，少则1～3条；③上游人行道侧有一条连续纵缝，缝宽由坝中间逐渐收缩至近坝肩的1mm，缝深相当于人行道混凝土板厚度}④左坝肩有11条横缝，缝宽1～20mm，深70cm。2．2静力非线性分析采用GeoStudio软件的SIGMA／W(岩土应力变形分析软件)模块计算大坝静力。坝体计算参数见表2。网格

6、剖分见图2，采用四节点规则四收稿日期：2010—05-11，修回日期：2010-06-10作者简介：盂凡雷(1984一)，男，助理工程师，研究方向为水利水电工程，E-mail：supeizhen2006@163．tom万方数据·54·水电能源科学2010年图2大坝的网格划分(单位：m)Fig．2Meshofthedam边形单元，离散后单元326个，节点365个。基于坝体地震发生前的累计沉降量确认静力计算参数的合理性。由于软件提供了施工分层的可能性，将坝体分为18层进行分期施工，并将水库蓄水水压力对坝体的作用简化为节点力作用于上游心墙，共分36个时间段。输入表2数据可计算坝体

7、从施工一地震发生前的总沉降量为2．75m，比表1总沉陷值2．69m稍大，故对材料静力计算参数进行了局部修改。计算可得坝体竖直向最大沉降量为2．71m，与坝内仪器监测的最大沉降值2．69m接近，故采用表2修改后的数据作为静力计算参数。图3为竖直向和水平向位移等值线分布图。由图可知：①竖向位移最大值位于1／2坝高处，坝体位移分布较对称；②在水荷载作用下，大坝有向下游移动的趋势。图4为主应力等值线分布图，最大第一、第三主应力分别为2400、1200kPa；图5为最大剪应力等值线分布图，最大剪应力为900kPa。由图可看出