基于细观力学的土体渗透稳定分析方法研究.pdf

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1、48西安理工大学学报JournalofXi’allUniversityofTechnology(2010)Vo1．26No．1文章编号：1006-4710(2010}01-0048-07基于细观力学的土体渗透稳定分析方法研究曾锃，党发宁，沈贵华，王秋杰，梁新宇，李曦(1．西安理工大学水利水电学院，陕西西安710048；2．浙江省水利水电勘测设计院工程院，浙江杭州310002；3．西北电力设计院，陕西西安710075)摘要：讨论了颗粒分析方法的发展现状和力学理论基础，尝试了一种用传统渗流理论确定工程体渗透

2、稳定的薄弱部位，用颗粒分析方法研究其渗透稳定性的新方法。以某水库大坝反滤层的渗透稳定性研究为例，采用商业软件Geostudio2007的Seep模块确定大坝反滤层的最不利部位及其渗透坡降，用反滤层的级配包络曲线和压实密度生成细观分析模型，用宏观模型计算结果作为细观分析的边界条件，最后采用基于离散单元理论的颗粒方法软件PFC研究大坝反滤层的渗透稳定性及其允许渗透坡降。计算结果表明，随着细观模型压力水头的增加，颗粒将产生移动，细观模型内部结构逐渐改变。当压力水头达到阀值时，细观模型中的渗透破坏通道完全形成。

3、揭示了反滤层的安全与否取决于其级配组成、密度和所承受的水头。关键词：颗粒方法；细观力学；反滤；渗透破坏中图分类号：TV640．33文献标志码：AResearchonMethodforAnalysisofStabilityofSeepageinSoilsBasedonMeso．MechanicsZENGZeng’，DANGFa—ning，SHENGui—hua，WANGQiu-jie，HANGXin·yu，LIXi(1．FacultyofWaterResourcesandHydraulicPower，Xi

4、’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China；2．DesignDepartment，ZhejiangDesignInstituteofWaterConservancyandHydropower，Hangzhou310002，China；3．NorthwestElectricPowerDesignInstitute，Xi’an710075，China)Abstract：Thepresent．dayprogressofparticleanalysismethodan

5、dtheoreticalbaseofmechanicsaredis—cussedinthispaper．Theclassicalseepagetheoryistriedtodeterminetheweakpartofseepagestabilityofengineeringbody．Alsotheparticleanalysismethodisusedtostudyanewmethodofseepagestability．Takingthefilterseepagestabilityofadamasth

6、eresearchexample，seepmoduleofcommercialsoftwareGeostudio2007isadoptedtodeterminethemostunfavorablepartandseepageslopesofthedamfilterlay—er．Andthen，thegradinggrainsizecurveofthefilterlayerandcompactedorsetdedboundarydensitiesareusedtoproducethemoduleofmes

7、o．analysismode1．Themacro．modelisusedtocalculatetheresultsservedastheboundaryconditionsofmeso—analysis．Atlast．theparticlemethodsoftwarePFCbasedonthedispersionunittheoryisadoptedtostudytheseepagestabilityandallowedseepageslopegradientofthedamfilterlayer．Th

8、ecalculatedresultsshowthatwithanincreaseinpressurewaterheadofmeso．mod．e1．theparticleswillproducethemovementandtheinnerstructureinmeso．modelwillchangegradually：W11enthepressurewaterheadreachesthethresholdvalues．theseepagede