【摘 要】
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渗流问题的研究一直是岩土工程界的热门课题,不仅影响土石坝的稳定性,而且与工程安全息息相关。此外,地震动荷载对土石坝稳定性的影响也不容忽视,往往对大坝造成不可恢复性破坏。本文以蒜地沟二坝水库为例,利用有限元软件ABAQUS建立大坝三维模型,以上游不同库水位高度及地震动荷载效应为研究工况,进行坝体渗流及稳定性研究,对于保证库区安全和提升工程效益具有重要的意义。主要工作和成果如下:1、归纳总结了国内外大
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渗流问题的研究一直是岩土工程界的热门课题,不仅影响土石坝的稳定性,而且与工程安全息息相关。此外,地震动荷载对土石坝稳定性的影响也不容忽视,往往对大坝造成不可恢复性破坏。本文以蒜地沟二坝水库为例,利用有限元软件ABAQUS建立大坝三维模型,以上游不同库水位高度及地震动荷载效应为研究工况,进行坝体渗流及稳定性研究,对于保证库区安全和提升工程效益具有重要的意义。主要工作和成果如下:1、归纳总结了国内外大坝渗流、坝坡稳定性及有限元分析的研究现状,分析了土体本构模型的相关理论,并探讨和总结了渗流的相关原理及利用强度折减法研究坝坡稳定性的优劣;2、以蒜地沟二坝水库为工程实例建立三维模型,研究在正常蓄水位（高程1164.75m）、设计洪水位（高程1166.61m）、校核洪水位（高程1168.52m）及死水位（高程1164.00m）等四种工况下坝体的稳态渗流。结果显示:在四种工况下,坝体总渗流量分别为148.378m~3/d、152.726m~3/d、159.372m~3/d、146.503m~3/d;坝脚处渗流量分别为26.923m~3/d、32.707m~3/d、42.119m~3/d、24.404m~3/d。可以看出,校核洪水位工况下,坝体总渗流量及坝脚处渗流量比正常蓄水工况下分别增加10.994m~3/d、15.196m~3/d,需要加强防渗检测;3、将渗流场和应力场耦合起来,分别采用极限平衡法、强度折减法对坝体边坡进行稳定性分析。求得极限平衡法下坝坡安全系数分别1.260、1.219、1.177、1.280;针对校核洪水位工况,利用强度折减法求得安全系数为1.181,均满足规范规定值1.150,则认为大坝在任一工况下均能保持稳定。4、选取加速度0.1g的地震波从模型底部输入,模拟分析地震作用下土石坝的稳定性。数值分析结果显示,动荷载作用下坝体内部的应力与变形主要集中在坝顶部分,且最大变形值可达0.639m,认为在坝顶部分发生了局部失稳,需要加强防护措施。
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