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《新疆农业大学》 2010年
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强度折减有限元法在二塘沟水库边坡稳定性分析中应用

买合木提·巴拉提  
【摘要】: 滑坡稳定性问题一直是水利工程中的一个重要问题,我国是世界上滑坡灾害较为严重的国家之一。随着国家西部开发战略的逐步实施,滑坡构成了工程建设必须面临的重大工程地质问题之一。因此,加强滑坡的变形和稳定性研究,对于保证西部大开发战略的顺利实施具有重要意义。本文在广泛查阅国内外岩土体滑坡稳定性计算分析文献的基础上,以研究二塘沟水库的地质环境条件、针对进一步研究水库右岸滑坡形成的地质环境条件、变形破坏特征和滑坡稳定性影响因素的基础上,针对二塘沟水库右岸滑坡稳定性分析,建立了边坡稳定性分析的弹塑性有限元模型,采用Drucker—Prager屈服准则,运用ANSYS软件作为计算分析工具。主要结论如下: 1)以研究二塘沟水库的地质环境条件、针对进一步研究水库右岸滑坡形成的地质环境条件、变形破坏特征和滑坡稳定性影响因素的基础上,通过工程类比和工程地质力学等手段,对水库右岸滑坡潜在的破坏模式和局部不稳定岩体进行初步分析结果表明,边坡以滑动破坏形式为主,局部由多组结构面结合形成的栔形不稳定块体崩塌现象很少出现。 2)自然滑坡体在重力和暴雨作用下的稳定性,滑坡体削坡改造后在重力和暴雨作用下的稳定性对比结果表明,分析边坡产生的位移、变形、应力、应变均符合一般规律位移场显示出坡顶上部、断层f22和断层f130处明显。应力场和应变场在滑坡边界中部和个断层处很明显集中。塑性应变在滑坡体的边界处和断层f22和断层f130处集中,尤其是滑坡体暴雨作用下在断层处发生了很明显的塑性应变,几乎贯通。 3)利用强度折减有限元法计算出滑坡体的安全系数,计算结果得出,滑坡体在重力作用下处于稳定状态,但暴雨作用下处于临界状态向不稳定状态发展的阶段。滑坡体削坡改造后处理后在重力作用下处于稳定状态,暴雨状态下滑坡体安全系数降低,但也处于稳定状态。结果表明,暴雨对二塘沟水库右岸滑坡体稳定性影响较大。 4)为了提高模拟计算精度,本文主要是对强度折减有限元法、有限差分法和刚体极限平衡法在滑坡体稳定性计算与研究中的应用进行分析和比较,得到了一致的结论。说明了将此种方法应用到复杂地质条件下的边坡稳定计算的可行性。
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