基于坝—岩基—水耦合解析的坝肩动力稳定分析.pdf

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1、水利水电技术第48卷2017年第3期基于坝一岩基一水耦合解析的坝肩动力稳定分析李炳奇1，张宇弛1，李泽阳2，李建波3(1．中国水利水电科学研究院结构材料研究所，北京100038；2．曼彻斯特大学数学系，英国大曼彻斯特郡M139PL；3．大连理工大学工程抗震研究所，辽宁大连116024)摘要：为了模拟三维状态下坝、岩基、库水的动力相互作用机理，研究提出了基于坝一岩基一水耦合的三维有限元分析方法。通过分析坝一岩基一水耦合动力相互作用理论，给出了坝一库水体的耦合条件、坝一岩基一库水的边界条件以及地震时粘性边界的分析方

2、法。以某拱坝工程为实例，应用耦合三维有限元方法计算了拱坝及滑裂面应力分布，采用有限单元法和刚体极限平衡法，计算了坝肩各处的抗滑稳定安全系数。结果表明：最大拱向应力、梁向应力均出现在下游面，分别为1．43MPa、1．50MPa，在材料可承受的范围内。通过有限元法计算得到的拱坝坝肩岩体抗滑稳定安全系数为2．78～3．23，通过刚体极限平衡法计算的抗滑稳定安全系数为2．89～3．43，两者相差很小，说明该计算方法是有效的。研究成果可为拱坝坝肩抗滑稳定分析提供参考。关键词：坝一岩基一水；拱坝；坝肩稳定；有限单元法；刚体

3、极限平衡法；安全系数doi：10．13928／j．enki．wrahe．2017．03．005中图分类号：TV642．4文献标识码：B文章编号：1000—0860(2017)03—0025—06Dam-rockfoundation-watercoupHnganalysis—basedstudyonabutmentdynamicstabilityanalysisLIBingqil，ZHANGYuchil，LIZeyan92，LIJianb03(1．DepartmentofStructureandMaterials

4、，ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch，Beijing100038，China；2．SchoolofMathematics，UniversityofManchester，GreaterManchesterM139PL，UK；3．InstituteofEaahquakeEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，Liaoning，China)Abstract：Inordertostud

5、ythedynamicinteractionmechanismamongdam，rockfoundationandreservoirwaterunderthesimu-lated3一Dstatus，adam，rockfoundationandreservoirwatercoupling—based3一Dfiniteelementanalysismethodisstudiedandproposedherein．Throughtheanalysisonthetheoryofthedynamicinteraction

6、couplingamongthedam，therockfoundationandreservoirwater，thecouplingconditionfordam—reservoirwater，thedam—rockfoundation-waterboundaryconditionandtheanalysisfortheviscousboundaryundertheconditionofearthquakearegivenout．Bytakingtheconstructionofanarchdamasthest

7、udycase，thestressdistributionsofthearchdamandtheslipfractureplanearecalculatedwiththecoupling3一Dfiniteel-ementmethod，andthentheanti．slidesafetyfactorsallovertheabutmentarecalculatedwiththefiniteelementmethodandtherigidlimitequilibriummetllod．Theresultshowsth

8、atboththemaximumarchstressandthehoopstressoccurattlledownstreamfaceandare1．43MPaand1．50MParespectively．andthenbotharewithintheaffordablerangeofthematerials．Theanti-slidesafetyfactoroftherockmass