土石坝永久变形决策分析法研究

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大坝变形特征提取与分析方法研究

大坝变形特征提取与分析方法研究大坝是水利工程的重要组成部分，负责调节水流和防止洪水灾害。

随着大坝使用年限的增加，其结构的变形问题成为了一个值得关注的研究领域。

本文将介绍大坝变形特征提取与分析的方法研究，以帮助工程师和研究人员更好地理解和解决大坝的变形问题。

1. 引言大坝的变形问题对其结构的稳定性和安全性具有重要影响。

因此，研究大坝的变形特征是非常必要的。

本节将介绍大坝变形研究的背景和意义，以及本文的研究目标和内容。

2. 大坝变形特征提取方法研究2.1 传统测量方法传统测量方法包括全站仪测量、水准测量和雷达测量等。

这些方法可以提供大坝的变形数据，但其操作复杂、测量精度有限、周期较长。

本节将介绍传统测量方法的原理、优缺点和适用范围。

2.2 遥感技术遥感技术具有快速、高效的特点，可以从卫星、航空器和无人机等不同平台获取大范围的遥感影像。

本节将介绍遥感技术在大坝变形特征提取中的应用，并介绍不同类型的遥感数据的特点和处理方法。

2.3 监测仪器与传感器监测仪器与传感器的发展使得大坝变形特征的提取更加精确和方便。

本节将介绍常用的监测仪器和传感器，如GPS、应变计和光纤传感器等，以及它们在大坝变形研究中的应用。

3. 大坝变形特征分析方法研究3.1 统计分析方法统计分析方法是大坝变形特征分析的基本方法之一。

通过对变形数据进行统计学分析，可以得到大坝变形的趋势和规律。

本节将介绍常用的统计分析方法，如平均值、标准差和相关性分析等。

3.2 时频分析方法时频分析方法可以将变形数据在时域和频域上进行分析，利用时频特性提取大坝的变形特征。

本节将介绍时频分析方法的原理和常用方法，如小波变换和时频分析等。

3.3 机器学习方法机器学习方法可以自动学习和提取大坝变形的特征。

通过建立合适的模型，机器学习方法可以较好地识别和预测大坝的变形情况。

本节将介绍机器学习方法在大坝变形特征分析中的应用，如支持向量机、神经网络和随机森林等。

4. 案例分析与实验验证本文将以一个真实的大坝工程为例，对提出的变形特征提取与分析方法进行实验验证。

高土石坝地震永久变形研究评述_李红军

2007年10月水利学报SH UI LI X UE BAO 增刊收稿日期:2007208210基金项目:国家自然科学基金重点项目(50639060);国家自然科学基金面上项目(50479057)作者简介:李红军(1981—),男,河南南阳人,博士生,主要从事岩土地震工程、土工数值计算与分析等方面研究。

E 2mail :lijunli1995@1631com文章编号:055929350(2007)增刊20178206高土石坝地震永久变形研究评述李红军,迟世春,钟　红,林　皋(大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室,辽宁大连　116024)摘要:在强震荷载作用下,土体将产生不可恢复的瞬时滑移变形或整体永久变形。

永久变形的发展严重危及高土石坝的安全和正常使用,如何预测土体地震后的永久变形成为高土石坝抗震性能安全评价中一个重要的方面。

围绕西部大开发和南水北调战略的需要,对高土石坝抗震性能安全评价研究的现实意义和研究现状进行了论述,综述了目前国内外有关高土石坝地震永久变形的分析方法,对今后高土石坝抗震性能安全评价的研究方向提出了一些建议。

关键词:高土石坝;安全评价;永久变形;滑体变形;整体变形中图分类号:T U435文献标识码:A目前,我国西部的200～300m 级高土石坝越建越多[1],由于西部地区地质条件复杂,地震频繁、强度大,这些高坝能否抗御强震冲击以及它们在地震作用下的抗震性能如何,是人们十分关心的重大工程问题。

这些高坝一旦遭受地震破坏,将会产生一系列严重后果。

因此,高土石坝抗震研究工作的迫切性和重要性越发突出。

作为当前高土石坝抗震研究中的一个重要课题,高土石坝地震永久变形的计算方法主要有滑体变形分析法和整体变形分析法。

滑体变形分析法基于Newmark [2]的刚体滑块假设和屈服加速度概念,假定土石坝的永久变形是由地震时坝坡瞬态失稳时滑移体产生的位移造成的。

整体变形分析法基于连续介质力学理论,利用有限元动力分析结果和材料动力特性的试验成果,加以简化求出坝体整体残余变形。

强震作用下土石坝的动力反应和永久变形分析

强震作用下土石坝的动力反应和永久变形分析中国水利资源丰富,同时又是一个多地震的国家,有相当数量的土石坝位于
高烈度的强震区,这些大坝坝体是否能够抵御强震冲击以及它们在地震作用下的抗震性能如何,是人们十分关心的重大工程问题,因此开展土石坝的抗震研究具
有重要的现实意义。

本文以位于强震区的土石坝为研究对象,利用有限元方法对强震作用下土石坝的动力反应特性和地震永久变形进行研究,并作出相应的分析、结论和展望。

论文具体工作如下：(1)通过阅读大量文献,论述了各类常用的土石坝堆石料静力和动力本构模型,总结了土石坝有限元分析的基本原理和计算流程。

(2)利用有限元软件ABAQUS提供的二次开发平台,开发了三维多重机构模型的UMAT子程序,并且测试了该程序的计算精确性和稳定性。

(3)结合工程实例,利用三维多重机构模型和等价粘弹性模型对某沥青混凝
土面板堆石坝进行了地震反应分析,探讨了该坝在强震作用下的动力反应特性,
并对用两种本构模型计算的结果进行了分析比较。

结果表明,用三维多重机构模型和等价粘弹性模型计算得到的坝体动力反应有一定程度的差异,三维多重机构模型能够比较准确地模拟堆石料在地震荷载作用下的复杂应力应变关系,其计算结果可以更合理地揭示坝体的非线性地震反应特性。

(4)论述了基于累积损伤理论的土石坝地震永久变形分析方法,结合工程实
例对某土石坝在建状态的地震永久变形进行了计算,对数值计算结果和现场实测值进行整理分析,并且对该大坝竣工后的坝体地震永久变形作出了预测分析。

结果表明,在建坝体的坝内沉降计算值与现场实测值基本吻合,并且通过与其它土
石坝实测值的比较,说明竣工后坝体的坝顶沉降预测值在合理范围之内。

中小型水库均质土坝坝体变形问题勘察分析

中小型水库均质土坝坝体变形问题勘察分析摘要在水库除险加固中各方应重视勘察工作，同时勘察也可以采用多种新方法，如物探方法具有透视性、高效率、低成本的优势，虽然有其局限性和条件性，而且解译时具有多解性的缺陷，但在探测大坝的洞穴、裂缝、渗漏通道等隐患方面，有时能发挥很重要的作用，应结合具体的地质条件合理采用。

关键词中小型水库；均质土坝；坝体变形；勘察1 工程概况乐昌市秀水镇叶子川水库为一座小（二）型水库，大坝为均质土坝，最大坝高21.90m，现坝顶高程296.6m，坝顶轴线长115m，坝顶宽5m，坝上游坝坡坡比为1∶2.23～2.6，下游坝坡坡比为1∶2.0。

该水库于20世纪70年代建成，缺乏完整的勘察设计资料，施工技术水平较落后，属于典型的“三边工程”。

水库曾经长期存在的渗漏问题经灌浆防渗处理后得到解决，现存在的主要问题为大坝开裂变形。

该水库历史异常险情及除险加固情况如下：①2005～2007年间大坝上游坡中下部出现过三次塌陷，后期均经过简单施工恢复原状。

②水库长期伴有渗漏问题，2006年对坝体及坝基灌浆防渗处理后背水坡渗漏问题得到解决。

③水库于2007年12月正式开展除险加固，清除原有上游坡干砌石培厚加固并设置混凝土护坡。

④2013年10月该水库出现新的险情，坝体迎水坡左半区域发生第一次变形，近坝顶分布有纵向裂缝，坝面上部沉陷下部隆起，经过简单修整恢复原状[1]。

2 勘探成果2.1 钻（坑）探成果在变形区域布置3个钻孔，其中ZK1布置在第一次塌陷位置附近，ZK2布置在第二、三次塌陷位置附近，根据ZK2取土芯观察及取样试验结果，该处下伏坝体土层土质相对较软，且于坝基面附近发现一处20cm的土洞，其分布范围不明。

坝基为残积砂质黏土及弱风化石灰岩，基岩裂隙较发育，但未揭露有溶洞。

TK1及TK2布置在坝前坡纵向裂缝上，裂缝在竖直方向延伸较短很快闭合，坑壁未发现有明显的滑动面。

2.2 室內试验成果变形区纵向上土体由坝体填筑土和坝基残积土构成，其中坝体填筑土可分为坝前坡培厚土和旧坝体填筑土，坝体内还存在相对软弱土体，室内试验定名均为低液限黏土（CL）或含砾低液限黏土（CLG）。

土石坝有限元变形分析

高，可以提高精度，因为单元节点较多，在实际工程分析中可
万林水库位于巴中市巴州区西部的万林乡，区水系属库恩阳河的一级支流鳌溪河的一部分，５１ “ ．２地震 ”后，水库大坝上下游坝坡发现宽深不等裂缝，大坝下游Ｅ１５３ｒＬ０．４ｎ马
［关键词］土石坝；有限元；变形
［中图分类号］Ｖ４Ｔ６１
［文献标识码］Ａ
［文章编号］６４— １８２１）１０００１７６９（０１０ — １４— ３
一
、
概况
在地震后土石坝病险工程中，可以通过人员直接观测和
０８年５月，我国汶川发生震惊世界的里氏（）．Ｍｓ８０级特大地震，汶川地震的发生断层为龙门山构造带中央断裂带。这次地震属于单向破裂地震，震的主要能量于前８ｓ内释地０放，震源深度约１０多ｋｍ。汶川地震对四川的水利工程造成了很大的灾害，至２０截０８年６月１日，２四川省水库中有
该级荷载的新填土层，相当于一个小的坝体作了一次加荷仍计算。其顶面位移不为零，则各级荷载下的位移累加起来就
出现阶梯状，土石坝等填土结构来说，对可基本反映结构本
对万林坝体进行有限元变形分析，据规范得到考虑水根平地震荷载下的坝体水平方向位移和竖直方向位移，其结果
仪器观测记录坝体表面裂缝位置和安放仪器位置的坝体变
形大小，但是中小型土石坝工程往往缺少大坝观测系统，所有不能准确确定坝体内部病险晴况，如万林大坝的坝体变形情况，给病险及时处理造成了难度，以通过有限元计算，可分析变位的计算结果，为判断裂缝可能形成的位置和深度提供

土石坝拟静力抗震稳定分析的强度折减有限元法

Abstract: An analysis procedure based on shear strength reduction finite element method for pseudo-static seismic stability calculation of earth and rockfill dam (ERFD) is presented. In the proposed procedure, two methods are proposed to determine the seism-induced inertia force: (1) the inertia forces are computed with the same method adopted in the pseudo-static limit equilibrium slices method; (2) with the absolute acceleration response of element nodes obtained from the finite element dynamic response analysis of the dam, the inertia forces corresponding to the node acceleration are computed with the proposed empirical method. With the inertia forces achieved above, the self-gravity, and/or the forces corresponding to the seepage force or dynamic pore water pressure, the elastoplastic finite element analysis is conducted to achieve the pseudo-static factor of safety of the dam by reducing the effective shear strength parameters of soil until the limit equilibrium is reached. Finally, numerical computations are conducted to illustrate the proposed analysis method; and the results are compared with those obtained from the pseudo-static limit equilibrium method. It is concluded that the utilization of the finite element method for aseismic stability analysis of ERFD is feasible. Key words: earth and rockfill dams; pseudo-static seismic stability analysis; strength reduction finite element method; elastoplastic finite element analysis

基于可靠度的土石坝风险分析及维修策略研究的开题报告

基于可靠度的土石坝风险分析及维修策略研究的开题报告一、研究背景随着我国水利建设的不断发展，土石坝的建设数量也逐年增加。

而土石坝作为一种特殊的工程结构，具有易受灾害、易损坏等特点，因此其安全问题一直备受关注。

如何有效地分析土石坝的风险并制定相应的维修策略，已成为工程领域的重要研究方向。

传统的土石坝风险评估主要基于定量分析，需要大量的基础数据和完备的结构模型，且针对坝体的不同破坏机理和特点进行分析，这种方法具有研究难度大、分析周期长和成本高等缺陷。

因此，以可靠度分析为基础，将参数随机变量化，利用统计方法获取参数，可以更为快捷、准确的分析土石坝的风险问题，并制定相应的维修策略。

二、研究内容本论文将基于可靠度分析，结合统计方法和土石坝结构特点，对土石坝进行风险分析和维修策略研究，具体内容包括以下几方面：1. 研究不同型式的土石坝的破坏机理和风险特点，以及影响坝体安全的主要因素。

2. 建立基于可靠度的土石坝风险模型，并以数学统计方法获取所需的基础数据。

3. 将土石坝分为不同的单元，并分别分析单元的可靠度和故障概率等指标。

4. 根据分析结果，制定相应的维修策略，提高土石坝的安全性。

5. 结合实际案例，验证所建立的风险分析模型的可靠性和有效性。

三、研究意义本研究具有以下几点意义：1. 将可靠度分析方法应用于土石坝的风险分析，为坝体安全评估提供了一种新的思路和方法。

2. 建立的土石坝风险模型可以更为准确、快速地分析坝体风险，提高坝体维修效率。

3. 通过本研究，可以提高土石坝的安全性，有效地保护水利设施和村镇的安全。

4. 可以为未来类似工程结构的风险分析提供参考和借鉴。

四、研究方法本研究主要使用以下方法进行：1. 理论研究法：对土石坝的破坏机理、结构特点和可靠度等进行系统研究。

2. 数学统计法：通过数据收集和分析，提取有用的数据特征，建立可靠度模型，获取所需数据。

3. 计算机模拟法：利用计算机软件对模型进行模拟分析，获取分析结果，并制定相应的维修策略。

土石坝坝顶加固的永久变形机理及其离心模型试验验证

没有实际的地震资料，一问题并未解决．这
２紫坪铺面板坝地震永久变形与坝顶加固机理
紫坪铺面板堆石坝是国内外第１座遭受８级特大地震（大坝实际遭遇影响烈度 Ⅸ度）然安全运行的仍超百米混凝土面板堆石坝，在世界堆石坝抗震史上具有里程碑意义，得了“ 际堆石坝里程碑特别工程获国奖 ” 也反映了我国近３，０年来在水利水电建设中的巨大成就与科技进步．紫坪铺大坝布设了较为完整的监
Ｅ— ｉ：ｗｍｚａ＠ｎｒ．ｎｍａｌｈｎｇｈｉｃ
第１期
章为民，等：土石坝坝顶加固的永久变形机理及其离心模型试验验证
２３
图１表明，在连续无间断的前提下，不论沉降是由坝体哪个部分产生的，部（点）顶的地震沉降增量理论上永远最大．显然，果沉降产生在下部（１ａ）坝顶永久沉降也是最大的，时加固坝顶就不会有如图（），此效．因此，坝顶地震永久沉降最大并不能成为坝顶加固的理由，虽然坝顶加速度大，其机理尚不清楚，上但加
基金项目：国家自然科学基金资助项目（０１０４，０７０２；９８５２５６９４）国家自然科学基金委员会、二滩水电开发有限责任公司雅砻江水电开发联合研究基金资助项目（０３００５６９５）
作者简介：章为民（９９）男，苏连云港人，授级高级工程师，要从事土石坝及岩土力学研究．１５一，江教主

专题3.4 土石坝坝顶震陷与地震永久变形分析方法研究

专题3.4 土石坝坝顶震陷与地震永久变形分析方法研究
一、研究目标
地震作用下的边坡稳定性评价指标主要有两类：地震永久变形和稳定安全系数。

用土石坝坝体地震永久变形来评价其地震安全性，显然要比单靠一个极限平衡的安全系数合理，但是，由于还缺少实际工程的抗震经验，对变形的安全范围尚不能定出规范性的限度。

2008年5月汶川地震中，156米高的紫坪铺大坝坝顶产生了70多厘米的震陷和30多厘米的水平永久变形，幸运的是大坝蓄水不高，未造成直接的次生灾害。

这将给后高土石坝震陷和永久变形的预测带来极大机遇。

因此，本专题的研究目标是，针对地震作用下震陷和永久变形震害，研究合理的土石坝震陷和永久变形分析方法。

二、研究内容
1 开展堆石料室内大型震动三轴试验，测试周期荷载作用下堆石料剪切参与变形和体积残余变形的指标。

2 在整体变形分析法的基础上，建立考虑剪切残余变形和体积参与变形的计算模型。

3 结合紫坪铺大坝实测的加速度反应和地震永久变形资料，开展永久变形计算方法的分析验证。

三、研究思路
河海大学土工抗震课题组曾提出一个地震永久变形等价节点力分析方法，该方法吸收了等价结点力法中等价结点力这一有价值的概念，克服了其动主应力差推求的不合理性，同时又吸收了等价惯性力法中直接采用动力试验得到的动应力与残余应变关系曲线这一合理做法，但又克服了其由结点加速度推求等价结点力时方向难以确定的缺点，该方法已经在小浪底等多座土石坝工程中应用。

本项目拟在其基础上，结合大型震动三轴试验，建立考虑体积变形和剪切变形全过程的的地震永久变形计算方法。

随机地震作用下地基及土石坝永久变形分析

随机地震作用下地基及土石坝永久变形分析
刘汉龙
【期刊名称】《岩土工程学报》
【年(卷),期】1996(18)3
【摘要】地基及土石坝在地震作用下的永久变形分析方法可分为确定性分析和随
机性分析两大类。

本文基于等价结点力模型，将地震地面运动模拟为平稳高斯过滤白噪声过程，通过随机地震反应分析，建立了一种地基及土石坝在随机地震作用下的永久变形分析和永久变形危险性分析方法。

该法不仅能预测永久变形的平均幅值，而且能给出不同控制变形的破坏概率。

本文最后对瀑布沟土石坝进行了数值分析，并给出相关结论。

【总页数】9页(P19-27)
【关键词】土石坝;地基;随机地震;变形;平均幅值
【作者】刘汉龙
【作者单位】河海大学地质与岩土工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TV641
【相关文献】
1.土石坝地震永久变形分析方法 [J], 李金龙;许卓
2.随机地震作用下土石坝永久变形预估 [J], 刘汉龙;钱家欢
3.累积矩删去法分析地基土与滞变结构相互作用体系的随机地震反应 [J], 俞载道;
宋雷
4.随机地震作用下高桩码头岩坡永久变形分析 [J], 吴再光;韩国城
5.随机地震作用下土坡的永久变形研究 [J], 徐建平;谢伟平;白冰
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土石坝水平和垂直变形监测方法研究

土石坝水平和垂直变形监测方法研究本文首先概述背景分析了的目的与意义；之后总结了土石坝水平和垂直变形监测方法的发展历程以及研究现状；然后具体探究了土石坝水平和垂直变形监测实施过程中的步骤；最后对本文的主要研究内容进行了总结，以期能对土石坝水平和垂直变形监测提供一定参考价值。

标签：土石坝；水平和垂直变形；监测方法本文从土石坝水平和垂直变形监测方法以及监测过程的角度出发，重点对土石坝水平和垂直变形监测研究进展以及目前常用变形监测方法步骤两方面进行了一定的研究和探讨，尝试用理论和实际方法建立土石坝水平和垂直变形安全监控模型。

本文首先概述背景分析了的目的与意义；之后总结了土石坝水平和垂直变形监测方法的发展历程以及研究现状；然后具体探究了土石坝水平和垂直变形监测实施过程中的步骤；最后对本文的主要研究内容进行了总结，以期能对土石坝水平和垂直变形监测提供一定参考价值。

1 水平变形监测包括对土石坝的坝顶、坝基及坝身不同高程上的水平位移观测。

主要方法：视准线法（包括活动觇牌法和小角度法）、引张线法、钢丝位移计观测法、前方交会观测法、激光准直观测法、测量机器人观测法和GPS观测法。

1.1 活动觇牌法视准线法的一种，多用于测定土石坝表面的水平位移。

视准线法是以两固定点间的连线作为基准线测量变形观测点到基线间的距离确定偏离值的方法。

即建立一条通过或平行与土石坝坝轴的固定不变的视准线，定期观测各位移点至视准线的垂直距离，计算偏离值的变动情况，借以确定各位移点的位移量及其变化规律。

1.2 站分段观测法主要误差来源有：经纬仪对中误差、固定觇标和活动觇标的对中误差、读数误差、经纬仪的三轴误差（视准轴误差，横轴和竖轴倾斜误差）、活动觇牌的误差、照准误差及大气折光的影响等。

1.3 小角度法采用活动觇牌法，司觇牌者要根據司仪者的指挥使活动觇牌的中心线恰与视准线重合。

当观测距离较远时，影响观测精度和进度。

用小角度法只需在后视的固定工作基点和水平位移点上同时安置固定觇标，测出固定视准线与水平位移标点间的微小夹角，据此计算偏离值。

土石坝堆石料的长期变形特性研究的开题报告

土石坝堆石料的长期变形特性研究的开题报告一、研究背景与意义土石坝是一种重要的水利工程，其安全性与稳定性直接关系到环境的安全和人民的生命财产安全。

土石坝的稳定性与变形特性是土石坝设计、建造和维护管理的重要技术问题。

堆石料是构筑土石坝的主要材料之一，其物理和力学性质对于土石坝的稳定性和变形特性有着重要的影响。

因此，研究土石坝堆石料的长期变形特性，对于改善土石坝的安全性和稳定性具有重要的意义。

二、研究内容和方法1. 研究对象及研究内容本文将选取某水库的土石坝为研究对象，对其堆石料的长期变形进行系统研究。

具体内容如下：(1) 对现场的土石坝堆石料进行取样，进行材料实验室试验，包括粒度分析、比重测定、吸水率测试、强度试验等。

(2) 进行塑性指数测试、水分敏感性试验等工程试验，评估土石坝堆石料的力学性质。

(3) 利用现场监测数据和实验结果，分析土石坝堆石料的长期变形规律、变形特性、变形机理等，并给出相应的数学模型描述变形规律。

2. 研究方法本文采用综合实验和分析的方法来研究土石坝堆石料的长期变形特性。

具体方法如下：(1) 实验室试验：对土石坝堆石料进行粒度分析、比重测定、吸水率测试、强度试验等，获取其物理和力学性质。

(2) 工程试验：对土石坝堆石料进行塑性指数测试、水分敏感性试验等，评估其力学性质。

(3) 现场监测：对土石坝堆石料的变形进行现场监测，通过监测数据分析其变形规律和变形特性。

(4) 数学模型：依据实验结果和现场监测数据，建立土石坝堆石料的长期变形数学模型，描述其变形规律和变形机理。

三、预期研究成果及其应用价值1. 预期研究成果(1) 对土石坝堆石料的物理和力学性质进行了平衡、湿胀、剪切等方面的实验研究，得到了堆石料的主要性能参数。

(2) 通过现场监测和实验数据分析，建立了土石坝堆石料的长期变形数学模型，描述了其变形规律和变形机理。

(3) 分析了土石坝堆石料的长期变形特性，探讨了其对土石坝安全稳定性的影响。

浅谈大坝失效模式及抗震计算分析方法

浅谈大坝失效模式及抗震计算分析方法范嘉炜（天津大学，天津市，邮编300072）摘要:我国是筑坝大国，拥有大坝数量居世界第一，而失事率亦居榜首，可以说大坝风险尤为突出。

遍布全国各地的大坝在国民经济发展中扮演着重要的角色，然而，大坝的潜在威胁也是巨大的，一旦失事将会给下游地区带来严重灾害，并且随着老坝、病险坝数量日益增加，大坝的安全问题越来越引起人们的关注，与此相应的大坝风险分析也在世界范围内迅速开展。

本文针对大坝的失效模式与可靠度，对重力坝、拱坝、土石坝的可能失效路径对基本功能目标影响分析，研究了每种失效模式的失效概率和大坝的体系可靠度，并浅述了抗震分析反应谱法和时程分析法在抗震反应计算中的运用。

研究结果表明，失效路径与各功能目标相联系，大坝的可靠度需要综合考虑各失效路径的影响；反应谱法和时程分析法都体现了地震动特性和结构动态特性对结构地震响应的影响。

关键词：失效模式可靠度反应谱法时程分析法中图分类号：文献标识码：1混凝土重力坝失效模式及整体可靠度计算1.1失效强度准则重力坝的动力失效一般是从局部开始，进而逐步破坏而形成失效路径，因此需要确定失效准则，以判断其是否局部失效。

根据碾压混凝土重力坝的可能破坏形式及混凝土、岩石的力学性质，本文采用如下复合强度准则:坝体混凝土采用Hsiegh-Ting-Chen四参数破坏准则;基岩采用Drucker-Prager强度准则;抗滑稳定破坏采用刚体极限状态方程作为判断准则[1](1)混凝土四参数破坏准则[2]（1）式中:A、B、C、D均为参数，由试验确定。

(2)Drucker-Prage r准则:（2）式中:f为内摩擦因数，c为黏聚力。

(3)抗滑稳定极限状态方程[2]（3）式中:n为滑动面上单元总数。

1.2重力坝失效路径及功能目标根据重力坝可能的失效模式，本文考虑地基中2条失效路径、坝体中2条失效路径以及3个层面稳定失效共7种失效路径:(1)在基岩内部出现局部破坏，失效路径水平向下游防渗帷幕发展;(2)失效路径从坝踵处向地基深处发展;(3)坝体出现局部破坏，失效路径在坝体内部扩展;(4)坝体局部出现破坏，失效路径向基岩发展并引起基岩破坏;(5)坝颈处下游折坡层面出现抗滑失稳;(6)上游折坡层面出现抗滑失稳;(7)建基面出现抗滑失稳。

国开形成性考核01433《水利水电工程建筑物》形考作业(1-5)试题及答案

国开形成性考核01433《水利水电工程建筑物》形考作业(1-5)试题及答案B】：泄水建筑物C】：电站建筑物D】：输水建筑物国开形成性考核《水利水电工程建筑物》形考作业(1-5)试题及答案作业1一、单项选择题（每小题5分，共40分）1.以下哪种建筑物用于拦截江河，形成水库或壅高水位？(B)A。

输水建筑物B。

挡水建筑物C。

整治建筑物D。

泄水建筑物2.以下哪种建筑物用于宣泄多余水量，排放泥沙和XXX，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物安全？(A)A。

泄水建筑物B。

输水建筑物C。

挡水建筑物D。

整治建筑物3.以下哪种建筑物是为了满足灌溉、发电、过坝需要而兴建的？(B)A。

整治建筑物B。

专门建筑物C。

泄水建筑物D。

输水建筑物4.以下哪种建筑物用于改善河流的水流条件，调整水流对河床及河岸的作用，以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷？(A)A。

整治建筑物B。

泄水建筑物C。

挡水建筑物D。

输水建筑物5.水利水电枢纽工程按其规模、效益和在国民经济中的重要性可分为几等？(B)A。

二B。

五C。

三D。

四6.以下哪种建筑物是指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物？(A)A。

主要建筑物B。

次要建筑物C。

临时性建筑物D。

泄水建筑物7.以下哪种建筑物是指失事后不致造成下游灾害，或对工程效益影响不大，易于恢复的建筑物？(B)A。

主要建筑物B。

次要建筑物C。

泄水建筑物D。

临时性建筑物8.以下哪种建筑物是指枢纽工程施工期间使用的建筑物？(D)A。

泄水建筑物B。

次要建筑物C。

主要建筑物D。

临时性建筑物二、多项选择题（每小题5分，共25分）9.水利工程的根本任务是什么？(AC)A。

除水害B。

防洪C。

兴水利D。

灌溉、发电10.水利水电枢纽工程按其什么为五等？(BCD)A。

效益B。

在国民经济中的重要性C。

规模D。

作用11.水利枢纽中的水工建筑物按其所属枢纽工程中的什么分为五级？(ABD)A。

等别B。

作用C。

规模D。

土石坝地震永久变形计算方法_李湛

土石坝地震永久变形计算方法李湛1,3,栾茂田2,3(11中国建筑科学研究院,北京 100013;21大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连 116024;31大连理工大学土木水利学院岩土工程研究所,辽宁大连 116024)摘要:对于土石坝的地震永久变形,本文提出等效结点力-逐步软化有限元计算模型。

首先根据坝体地震动力响应的非线性有限元分析确定各时段坝体单元可能发生的残余应变、振动孔隙水压力增量及累积振动孔隙水压力,以此对静变形模量和强度及静应力-应变关系进行修正,并应用于下一时段计算中;同时基于所确定的与上一时段地震作用所产生的潜在残余应变增量和静应力-应变关系确定地震作用相应的等效结点力。

在每一时段末根据上述所确定的等效结点力和应力-应变关系,运用整体有限元分析确定坝休的残余变形增量,将各个时段计算所确定的残余位移累加得到地震作用后坝体的残余变形量。

这种方法能够同时考虑地震惯性力效应和土的软化效应对土石坝地震永久变形的影响。

关键词:水工结构;地震永久变形;等效结点力-逐步软化有限元模型;土石坝;抗震稳定性中图分类号:TV312文献标识码:A收稿日期:2008-03-03基金项目:国家自然科学基金(50179006),教育部跨世纪优秀人才培养计划研究基金和中国科学院武汉岩土力学研究所前沿领域基础研究基金(Q110305)作者简介:李湛(1975)),男,博士.E -mail:lz -xj@Computation method for seismically -induced permanentdeformation of earth -rock damsLI Zhan 1,3,LUAN Maotian 2,3(1.China Academy o f Building Research ,Beijing 100013;2.State Key Laboratory o f Coastal and O ffshore Engineering ,Dalian University o f Technology ,Dalian 116024;3.Institute o f Geotechnical Engineering ,School o f Civil and Hydraulic Engineering ,Dalian University o f Technology ,Dalian 116024)Abstract :This paper presents a finite element procedure for evaluating seismically -induced permanent deformationof earth -rock da ms.In the proposed procedure,both concepts of equivalent nodal forces and step -by -step graduallysoftening moduli are integrated together.The earthquake duration is divided into a certain number of timeincre ments.And for each time increment the residual strain and dyna mic pore water pressure which is likely inducedduring previous time increments under undrained condition are estimated on the basis of the stress condition obtainedby the dyna mic analysis and the empirical patterns of both residual strain and pore water pressure achievede xperimentally.Then,the computed accumulative pore -water pressure at the end of each time increment is useddirectly to modify the static hyperbolic relationship between stress and strain which is to be used for the next timeperiod.And at the same time,the equivalent nodal forces equivalent to incremental residual strain potential aredefined.B y using the modified stress -strain relationship,the incremental deformations are computed when the nodalforces equivalent to earthquake effect on the dam defined as above are imposed on the earth -rock dam.Thecomputed incremental displacements of the earth -rock dam for each time incre ment are accumulated and theaccumulative displacements can be regarded as approximation of the residual deformation which is to be initiated byearthquake shaking.In fact,the proposed numerical procedure has taken into c onsideration both the inertia effect第28卷第4期2009年8月水力发电学报JOURNAL OF HYDROELEC TRIC ENGINEERING Vol.28 No.4Aug.,200964水力发电学报2009年and the softening effect of earthquake-induced loading on the permanent deformation of the earth-rock dam.Key words:hydro-structure;seismically-induced permanent deformation;equivalent nodal loads and progressive softening FE M model;earth and rock-fill dams;seismic stability0前言自从上世纪60年代起,有关土石坝地震永久变形的研究就得到了关注和发展,最早Ne wmark建议采用滑动体位移分析模型和方法[1]估算坝坡上潜在滑动体在惯性力作用下由于瞬时失稳所产生的滑动位移,并以此考虑地震对于土石坝的作用。

43土石坝第四节稳定分析【精选】

施工期运用期水位骤降期地震时
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四、坝坡稳定分析
1、圆弧滑动面法
K wi cositgi cili wi sini
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考虑渗透动水压力时的坝坡稳定计算
当坝体内有渗流作用时，还应考虑渗流对坝坡稳定的影响。
K bi (h1i hm 2i 0hwi / cos2 i )cositg'i ci 'li bi (h1i mh2i )sini
K ntg β
折线滑动面：非粘性土坝部分浸水时滑动面常常是折线滑动面。非粘性土石坝的坝坡-心墙坝的上、下游坝坡，斜墙坝的下游坝坡以及上游保护层连同斜墙的滑动常形成折线滑动面。
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常采用滑楔间作用力平行滑动面假定
1
1
P1 K W1 cos 1tg1 W1 sin1
tg2 K
3
（3）复合滑动面：厚心墙或粘土及非粘土构成的多种土质坝形成复式滑动面。当坝基内有软弱夹层时，滑动面不再向下深切，而沿夹层形成曲、直组合的复式滑动。
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二、荷载及荷载组合
1、坝体自重坝体体积与坝体土料容重的乘积。坝体内浸润线以上部分按湿容重计算，下游水位以上按饱和容重，下游水位以下部分按浮容重计算。
非常运用情况：
1.水库水位骤降时，上游坝坡的稳定计算。 2.施工期或竣工期上、下游坝坡的稳定计算
3.地震情况上、下游坝坡的计算 4.校核洪水位时，下游坝坡的稳定计算
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三、土料抗剪强度指标的选取
c，φ值直接关系着坝体工程量和大坝安全。坝体稳定计算时，必须根据不同时期坝体或坝基土的具结情况，参照规范及工程经验，选用与实际情况接近的土料抗剪强度指标。

土石坝地震永久变形分析

土石坝地震永久变形分析土石坝地震永久变形分析有三类方法。

一是以纽马克（，1965）提出的刚体滑动面假设和屈服加速度概念为基础，建立的滑块位移计算法。

二是以舍夫（）和西特（）等提出的应变势概念为基础建立的整体变形计算方法。

三是利用弹塑性模型直接求出塑性变形，即所谓的真非线性分析方法。

真非线性分析不论在计算方法还是弹塑性模型建立及参数的确定方面目前尚不成熟。

因此，目前应用较多的仍然是一、二类方法。

其中第二类方法中，若须同时计入残余剪应变和体应变，由于目前测定残余体应变只能是在坝料浸水饱和时进行，用此参数进行计算实际上意味坝料是全部浸水饱和情况，这和坝体的实际运用情况并不完全符合。

1 Newmark滑块分析法1965年，美国学者Newmark基于极限平衡理论，提出了一个用于评价土石坝地震永久滑动变形的分析方法【1】。

其基本出发点是：当滑动面以上土体的加速度超过材料的屈服加速度时，沿滑动面就会发生滑动。

假设滑动变形是由于滑动体沿着最危险滑动面在地震作用下发生瞬态失稳时滑动的位移累积产生的。

2.5.1.1 Newmark方法基本步骤（1）屈服加速度，假定滑动体稳定安全系数Fs=1.0，采用擬静力法结合各种常用的极限平衡分析法求解滑动体的屈服加速度。

（2）时程有效加速度，土石坝中预期滑动体上在地震时程中的平均加速度反应称为有效加速度。

计算时，先对坝体进行动力反应分析，然后求出滑动体上总的水平力，除以滑动体质量，得到时程有效平均加速度。

（3）永久滑动位移，对某一预期滑动土体，当地震引起的有效加速度超过其屈服加速度时，就认为有滑动位移产生，其大小由加速度差值的两次积分求得到。

许多学者在Newmark方法的基础上进行了改进。

Frankin和Chang按照Newmark刚塑滑块原理，利用数条实测地震加速度纪录和人工加速度时程曲线，进行了土石坝坝坡地震滑动位移计算，补充了Newmark在1965年报告中的数据，绘出了不同情况下标准化最大滑动永久位移和最大抗滑地震系数以及最大地震加速度系数之比之间的关系上包线。