土石坝动力稳定的强度折减法研究

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随着计算机的飞快发展,有限元强度折减法作为一种边坡稳定分析方法逐渐受到越来越多的工程人员的关注。由于其概念明确,物理模型直观,工程参数易于获取,不用对滑裂面进行任何假设,不受边界条件限制,而且计算结果和传统的极限平衡法有着惊人的相似。因此,有限元强度折减法开始逐步被研究和应用,但是,如何用有限元强度折减法分析边坡在地震动力作用下的稳定性一直没有进一步深入研究。 本文在用有限元强度折减法分析边坡在自重作用下稳定性的基础上,提出了一种用有限元强度折减法分析高边坡在地震动力作用下稳定性的方法。首先通过三维非线性有限元静力分析得到动力分析的初始应力,再进行动力分析得出边坡在动力作用下每一瞬时的加速度分布,根据每一瞬时的加速度分布的结果,将地震作用力作为惯性力加在结构上,用有限元强度折减法进行边坡稳定分析,得出在地震动力作用下每一瞬时的安全系数及对应滑裂面,拟合可得到一条安全系数随时间变化的曲线,根据这条安全系数时程曲线及滑裂面,综合得出结构的抗震稳定安全系数及对应的滑裂面。依据这些原理,编制了有限元分析各个时刻稳定性的程序,通过对验证算例的分析,证明该方法分析地震动力作用下分析边坡稳定性的合理性。 最后,采用有限元强度折减法对糯扎渡粘土心墙堆石坝进行了动、静力稳定分析,得到各种工况下的抗滑稳定安全系数和临界滑裂面,通过与极限平衡法、有限元搜索法进行对比分析,论证了有限元强度折减法在实践应用中的合理性和适用性,得出了糯扎渡直心墙堆石坝边坡设计是稳定的结论。
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