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金安桥水电站枢纽区边坡稳定性分析及FemCAD有限元软件开发

王开云  
【摘要】:金安桥水电站位于云南省丽江地区境内的金沙江中游河段上,装机容量4×600MW,最大坝高160m。坝址区左岸分布有B1、B2、B20 三个堆积体边坡。边坡所赋存地质条件复杂、建筑物开挖边坡高、处理范围广(沿河长约2km、高约300m)、物理力学指标低,工程建成后边坡须经受9 度地震的考验,其稳定性和加固处理措施研究是制约工程建设与安全运营的关键技术问题之一。 本文针对金安桥枢纽建筑物区B1、B2、B20 堆积体边坡及左坝肩岩质边坡,运用刚体极限平衡法和静、动力有限元法,分别对上述边坡多种工况的稳定性情况进行系统分析计算,综合评价边坡的稳定性及工程处理措施。同时采用混合语言编程开发FemCAD 有限元软件,并将其成果应用于金安桥边坡建模中。 本文的主要工作及特色如下: (1)根据金安桥边坡地形、地质特性,建立有限元和刚体极限平衡法计算模型,重点模拟断层及节理裂隙等不利地质构造。 (2)采用刚体极限平衡法中的Bishop 法、Janbu 法、Morgenstern-Price 法、潘家铮法以及静力有限元法,计算天然、蓄水、水位骤降、施工、地震和暴雨工况下边坡的稳定安全系数,并考虑各种不同的滑移模式组合,综合分析不同工况下边坡的稳定性。 (3)运用非线性有限元法研究天然边坡的稳定性,模拟边坡分级开挖情况,研究无支护条件下工程开挖边坡的卸荷特征,揭示边坡潜在塑性区和拉裂区分


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