大坝与坝基稳定性分析研究

【摘要】： 大坝是重要的水工建筑物。随着科学、技术和经济的飞速发展，高坝越来越 多，大坝的地质条件和支撑地基性能变得越来越复杂。因此，大坝的安全评价问题 正受到工程师们的密切关注，大坝的强度、变形和稳定分析取得了非常大的进步。 同时，由于计算机和分析理论、方法的发展，大坝稳定性分析在计算方面也发生了 相当大的变化。稳定性分析能够做得更完善和精确。这篇论文对大坝和地基的稳定 性分析进行了进一步的分析研究。主要采用以下两种方法： (1)基于刚体极限平衡理论的稳定分析方法。这种方法假设大坝和岩石地基为 不变形的刚体； (2)基于弹塑性理论的稳定分析方法。这种方法采用数值方法分析结构和地基 的应力和应变，通过应力场和应变场来评价其稳定性。 过去，我们根据假定的可能滑移面直接计算安全系数和应力(直接法)。对一 个复杂的岩石地基来讲，滑移面的形状、位置、分布和方向的事先假设都是十分困 难的。 稳定分析时采用：(a)强度储备法，即等倍数地降低材料的强度参数(c和 φ)；(b)超载法，即等倍数地将荷载由小到大逐步增加，直到破坏产生。 在这篇论文里，运用了直接法和间接法。在间接法里，材料强度参数逐步减小 直到破坏产生。应力和应变由MARC软件分析计算得到；安全系数由位移变化、 屈服区连通率和总应变能变化来评价。在直接法里，安全系数由自编的基于刚体极 限平衡法的FORTRAN程序来评价。上述两种分析方法还被用来分析向家坝重力 大坝的稳定性。同时，对大坝材料参数的敏感性也进行了分析，并比较了两种方法 所得的安全系数。结果显示，工程建筑物的破坏不仅仅是由于施加荷载的原因，同 时也与组成材料的性质有关。