有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的有效性及结果检验方法

有限元强度折减法的有效性及结果评价决定该方法是否能在工程上得到认可及推广的关键。本文基于有理论解的地基承载力问题和澳大利亚计算机应用协会(ACADS)边坡稳定性典型考题,通过计算值与理论解的对比以及塑性贯通区结果,对有限元强度折减法用于边坡稳定分析的有效性、失稳判据以及结果评价等问题进行了系统研究,提出了以塑性带宽度与长度之比检验计算结果的方法。结果发现,在足够且合理的网格密度下,有限元强度折减法分析边坡稳定性是有效的,不同类型的临界状态判据差异不大,而塑性区贯通判据最为客观;临界状态时塑性带的宽度与长度之比与安全系数的计算精度有很高的相关性,其值越小,精度越高,当塑性区相对宽度b/L小于0.05时,安全系数相对误差一般小于5%;对于强度折减法计算结果的精度评价,只要所得的等效塑性应变分布能确定滑动机制和大致的滑动面位置,其安全系数计算结果与更细密的网格的结果差异一般也在5%以内,精度就是足够的

Propagation of landslide induced impulse wave in channel type reservoirs

he propagation characteristics and parameter sensitivity of the landslide induced impulse wave in practical channel type reservoirs are investigated in this study. The two-dimensional Saint-Venant equation and dry-wet boundary treatment method are used to simulate the wave generation and propagation processes in real reservoirs. In order to better reproduce the initial wave, a matching technique of initial wave between nearfield and far field simulation is implemented, while the nearfield wave generation processes are simulated based on full Naiver-Stokes equation. A real landslide induced impulse wave event is simulated with this technique and the propagation characteristics and parameter sensitivity are investigated. The simulation results and comparison between different cases indicate that the longitudinal shape of the channel-type reservoir is a crucial factor for propagation. Classical engineering methods which ignore this factor might produce improper estimation of the max wave height.</p

A SPH based numerical method of landslide induced impulse wave and its application on Huangtian landslide event

滑坡涌浪是一种严重的次生地质灾害.滑坡体与水体的强耦合作用以及非线性水波演化是其核心特点.本文基于Navier-Stokes方程和光滑粒子动力学(SPH)离散方法,建立了能反映上述特点的滑坡涌浪产生过程的数值模型,并将其应用于复现小湾荒田滑坡涌浪事件,模拟了其三维涌浪产生的全过程,得到了符合实际观测结果的首浪参数.通过对涌浪近场特征的分析表明,常见的V形河谷中,涌浪首浪的形成受地形影响显著,可传播的涌浪波幅远小于冲击产生的首浪,传统的二维或半无限空间三维模型可能明显高估远场的涌浪高度

边坡稳定分析的虚功率法

基于有限元计算所得应力场的改进极限平衡法,对渗流与有效应力耦合作用强烈的边坡或地基的稳定性分析具有优势.本文提出了边坡稳定分析的虚功率法,即基于极限分析的上限定理,利用机动许可的组合刚体滑动机构和有限元应力场,用滑动机构的速度间断面上的抗滑力功率与滑动力功率的比值计算安全系数.通过分步优化方法,获得边坡给定滑动机制的稳定安全系数.对2个典型折线滑动机构的边坡案例进行了分析,比较了采用静力平衡应力场和静力许可应力场对安全系数的影响.指出基于土体线弹性本构模型所得的有效应力场计算的稳定安全系数,也是边坡稳定安全性的一个不错的度量.算例中本文计算所得的边坡稳定安全系数,与文献中推荐的答案很接近,其滑动机制与有限元强度折减法分析所得的滑动机制基本一致,安全系数也接近,表明本文提出的方法是合理的边坡稳定分析新方法,为边坡和地基的稳定性分析提供了新的选择

高面板堆石坝第二道防渗体系的设计探讨

高面板堆石坝面板发生挤压或张拉等破损,从而使面板出现局部集中渗漏点或条带是大概率事件,垫层防渗是防渗体系的第二道防线。研究了面板局部破损后垫层与过渡层中的水力条件。指出垫层必须是内部稳定的,过渡层必须对垫层构成反滤保护。过渡层一般也应满足内部稳定性条件。砂砾石的内部稳定性可以根据颗粒级配曲线判别。过渡层满足内部稳定性条件时,第二道防渗体系是渗透稳定的。若过渡层不能满足内部稳定性要求,非饱和情况下,过渡层也有可能发生管涌。非饱和渗流的管涌临界渗流速度,可通过流量可控的非饱和向下渗流试验测量。过渡层非内部稳定时,其中的渗流速度应小于非饱和临界渗流速度

库区堆积体的稳定安全性及其随水位变化规律

边坡稳定分析的虚功率法,是利用边坡有限元应力场和给定组合刚体滑动机制运动许可的速度场,依据虚功原理来计算边坡稳定安全系数的边坡稳定分析新理论。针对西藏某高坝工程库区堆积体,采用有限元强度折减法与虚功率法,对边坡天然状态及坡外水位上涨过程中的稳定性及滑动模式进行了研究,揭示了该边坡的可能滑动模式及边坡稳定性与滑动模式随坡外水位变化的规律性,阐明了边坡稳定性变化的力学机制。本文的研究结果表明,虚功率法和强度折减法结合,是复杂边坡稳定性分析的有效途径

砂砾石土的管涌临界渗透坡降预测方法

内部结构不稳定的砂砾石土在渗流作用下可能发生细颗粒移动流失现象,从而降低砂砾石土地基的承载力。确定坝基砂砾石土的管涌临界渗透坡降,是砂砾石地基上堤坝设计和防渗安全分析的重要内容。基于砂砾石土在渗流作用下单个颗粒或颗粒群的力平衡理论,推导了砂砾石土发生管涌的临界坡降的预测公式。基于文献中64组垂直向上的砂砾石土管涌试验,采用Kenney-Lau稳定性判别方法结合Kezdi粒径比法分析了土体的内部稳定性,表明该方法是利用颗粒级配曲线判别砂砾石土内部稳定性的有效方法。通过对41组发生管涌的砂砾石土的临界渗透坡降的预测与试验结果比较,表明渗流作用下砂砾石土内部颗粒所受到的渗透力与颗粒表面积成正比的假定合理。提出的基于颗粒群启动模式假定的公式计算值,比文献中其他方法更接近于试验结果

一种渗流数值计算中的内部逸出面处理方法

本发明公开了一种渗流数值计算中的内部逸出面处理方法，其能够自动判别从内部逸出面流出的渗流与需要补给的逸出面下游侧或下部的节点的补给关系，从而实现渗流的连续，提高渗流数值计算的准确性。包括步骤：(1)根据内部逸出面边坡的形态判断其流动形态：如果边坡是顺向坡或竖向坡，则流动形态为顺坡流；如果边坡是反向坡，则流动形态为竖向滴漏；(2)依据流动形态确定补给关系：如果是顺坡流，则将内部逸出面流量补给坡下部浸润面下节点；如果是竖向滴漏，则将内部逸出面流量补给内部逸出面的对边节点

一种边坡稳定安全分析全息法

本发明公开一种边坡稳定安全分析全息法，其获得的数据准确、全面。这种边坡稳定安全分析全息法，包括步骤：(1)对给定边坡滑动面的滑入点和滑出点的位置，计算指定滑动机制和/或限制条件下的所有滑动面的安全系数；(2)通过优化方法找到通过滑入点和滑出点这两点中满足指定滑动机制和/或限制条件下的所有滑动面中安全系数最小的滑动面