重力坝岸坡坝段不同开挖方案的稳定计算分析

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在我国在建和已建成的大坝类型中,重力坝占很大比重。其安全性关系着下游数百万乃至千万人的性命,历史上由于大坝抗滑稳定出现问题而引起溃坝的例子不胜枚举。因此重力坝的抗滑稳定性一直被国内外的研究学者和设计人员视为是重力坝设计的焦点和难点。随着水电事业的发展,抗滑稳定的分析方法也越来越多。如今用来计算坝体抗滑稳定的方法主要有:刚体极限平衡法、有限元法、分项系数极限状态法、可靠度分析法等,本文在利用ANSYS进行应力分析的基础上采用分项系数极限状态法进行坝体稳定性计算。   本论文以乌弄龙水电站重力坝岸坡坝段作为具体工程实例,首先选取4#坝段作为研究对象,选定了5种不同的单平台坝基开挖方案。采用ANSYS有限元软件对5种开挖方案建立三维有限元模型,加载计算后得出5种开挖方案的位移和应力分布规律,根据其坝底面的法向正应力和切向剪应力积分得到法向力和侧向力,采用分项系数极限状态法对坝底面进行抗滑稳定计算,得出计算分析成果。对比抗滑稳定计算分析成果,最后能得出单平台5种开挖方案均不满足稳定性要求,但是可以看出平台开挖宽度越大,坝体越趋于稳定。然后提出一个双平台开挖方案,平台宽度均为2m,对其进行计算分析,同时和单平台(b=4m)开挖方案进行计算分析成果对比,最后得出结论:双平台开挖方案满足稳定性要求,且在满足要求的前提下,平台开挖宽度越大,坝基面抗滑稳定性越好。
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