水电站滑坡体地质条件进水口边坡稳定性分析

摘要

隧洞的进水口段一般位于受地表水的高度侵蚀,表面侵蚀的坡面上,常常埋深很浅,隧洞入口结构上承载岩石拱难以形成,因此很难得到其稳定性保证。隧洞部分的地段往往是裂缝损伤、容易破坏的地段。因此在设计和施工中,进水口的边坡的稳定性是要认真对待的问题。
　　本文结合已建的复杂边坡工程实例,对于有限元法比极限平衡法研究工程边坡实例的精确性进行对比分析,并对有限元法中常见的强度折减法及重度增加法进行有效性论证,对影响边坡稳定分析的因素进行了敏感性分析。然后,针对在复杂地质情况下的边坡,结合工程实例,采用理想弹塑性材料本构关系及D-P屈服准则建立二维及三维有限元模型,研究开挖过程边坡稳定性,分析分步开挖过程对稳定性的影响,了解边坡的应力变形分布特征、塑性区发展状况。根据应力水平等值线,得出边坡稳定安全系数。
　　本文分析所获取的分析成果对边坡工程的设计具有一定的借鉴价值。分析计算结果表明,对于地质条件复杂的边坡工程,强度折减法与重度增加法适应性不足,应当优先考虑极限平衡法。有限元法的计算结果可以得出应力水平,继而确定滑弧面位置,得出安全系数。从安全系数值还可以看出,用有限元法计算得到的安全系数值要比极限平衡法偏大,其主要原因是:有限元法考虑了土体的应力一应变之间关系,而极限平衡法中并未考虑这种关系,因而极限平衡法刚化了坡体结构,使得计算得到的安全系数偏低。

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1 绪论

1.1国内外边坡稳定性分析方法研究发展

1.2隧洞进出口边坡稳定性的研究现状

1.3本课题研究内容与思路

2 有限元法及极限平衡法原理与方法

2.1 有限元法简介

2.2 极限平衡法简介

3 Ansys有限元法计算均质边坡

3.1 模型建立

3.2 强度折减法原理

3.3 强度折减法计算结果分析

3.4 重度增加法原理

3.5 重度增加法计算结果分析

3.6 两种方法对比分析

4 某边坡工程为代表的复杂边坡

4.1工程概况及地质条件

4.2施工过程位移控制

4.3极限平衡法求解工程实例

4.4 ANSYS求解工程实例

4.5 极限平衡法和有限元法对照比较

5 影响边坡稳定系数的因素敏感性分析

5.1引言

5.2选取的计算方法对土坡稳定安全系数K的影响

5.3土体的强度参数对稳定安全系数K的影响

5.4浸润线高度对稳定安全系数K的影响

5.5本章小结

6 结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献