邊坡穩(wěn)定在水利水電工程建設(shè)中占有非常重要的位置,邊坡穩(wěn)定問(wèn)題往往會(huì)影響著工程建設(shè)期的長(zhǎng)短以及工程運(yùn)營(yíng)時(shí)期的安全,水利水電工程中的邊坡失穩(wěn)不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,還會(huì)威脅著人民群眾的安全,因此,邊坡穩(wěn)定性分析顯得尤為重要。本文借助有限差分法軟件FLAC3D,針對(duì)巖質(zhì)邊坡開(kāi)挖過(guò)程中的穩(wěn)定性進(jìn)行仿真數(shù)值模擬,旨在為在邊坡開(kāi)挖過(guò)程中確定邊坡的穩(wěn)定狀態(tài),并提出合理的邊坡防護(hù)措施。本文以某抽水蓄能電站進(jìn)出水口邊坡開(kāi)挖為例,由于開(kāi)挖地形條件較為復(fù)雜,本文在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用AutoCAD、GOCAD、Surfer、犀牛（Rhinoceros）、ANSYS、FLAC3D等軟件成功將分析模型建立,此方法簡(jiǎn)便、可行,具有很強(qiáng)的參考性。通過(guò)FLAC3D對(duì)邊坡模型分級(jí)開(kāi)挖計(jì)算分析,結(jié)果表明:各階段開(kāi)挖后,由于開(kāi)挖面上部巖體被挖除,開(kāi)挖面上的巖體應(yīng)力得到釋放,在各開(kāi)挖面表面形成了較明顯的應(yīng)力松弛區(qū),總體應(yīng)力水平將隨之減小,使得開(kāi)挖面處及附近區(qū)域巖體的應(yīng)力場(chǎng)受到的擾動(dòng)最大,并分布有少量的拉應(yīng)力區(qū)域,且拉應(yīng)力量值較小;進(jìn)出水口邊坡開(kāi)挖達(dá)到穩(wěn)定后,邊坡巖體變形以開(kāi)挖卸荷反彈為主,主要表現(xiàn)為豎直位移的增加,其... 

【文章來(lái)源】：華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１?ＦＬＡＣ３Ｄ莫爾庫(kù)倫強(qiáng)度準(zhǔn)則??勢(shì)函數(shù)迎過(guò)兩個(gè)函數(shù)：ｓ和ｔ表達(dá)，ｓ表示剪切塑性流動(dòng)，ｔ農(nóng)示張拉塑??

閣２－２莫爾厙倫模型用于定義流動(dòng)法則的域??結(jié)合前文所述，由丨：圖ｉ」ｊ知，假設(shè)模型內(nèi)某－－點(diǎn)在復(fù)合屈服函數(shù)以外，在??圖２－２?（〇１，?〇３）平謝屮表示該點(diǎn)己位于區(qū)域１或者區(qū)域２內(nèi)，則該點(diǎn)己經(jīng)屈??服破壞。因Ｒ域１和Ｒ域２所代衣的應(yīng)力點(diǎn)的破壞形式不同，當(dāng)應(yīng)力點(diǎn)落在區(qū)??域１時(shí)，炎示該點(diǎn)為剪Ｗ破壞，且應(yīng)力點(diǎn)位于／ｓ＝０?ｈ方；當(dāng)應(yīng)力點(diǎn)落在區(qū)域??２時(shí)，表示該點(diǎn)為拉伸破壞，且應(yīng)乃點(diǎn)滿(mǎn)足廣＝０。??２．３快速拉格朗日分析（ＦＬＡＣ）理論??為史好的，解ＦＬＡＣ３Ｄ的快速拉格朗日差分分析過(guò)程與原理，我們需要??對(duì)高斯散度記理、ＩＶ點(diǎn)運(yùn)動(dòng)平衡方程、本構(gòu)方程以及有限差分方程等理論進(jìn)行??研究。??２．３．１高斯散度定理??由�。靠焖倮窭守治霾捎没旌想x散法，而離散的最基本的單元通常為常??應(yīng)變四面體，采用常應(yīng)變四面體單元計(jì)算方法既可以有效避免常應(yīng)變六面體笮??元位移剪切鎖死現(xiàn)象，乂吋以發(fā)揮四面體巾元的位移模式對(duì)各本構(gòu)模型的普遍??適用。本小節(jié)將以四面體為例來(lái)解釋高斯散度定理

?．—?一?一—“??圖２－４計(jì)算單元示意圖??關(guān)于快速拉格朗日分析的計(jì)算循環(huán)和求解過(guò)程如下圖２－５和圖２－６所示。??由計(jì)算循環(huán)示意圖可以了解到，ＦＬＡＣ３Ｄ的計(jì)算循環(huán)ｆｅ要在運(yùn)動(dòng)方程和本構(gòu)??方程之間運(yùn)行，主要是通過(guò)節(jié)點(diǎn)不平衡力來(lái)求出節(jié)點(diǎn)速率，并由節(jié)點(diǎn)速率求單??元應(yīng)變，再通過(guò)單元應(yīng)變求應(yīng)力增量及總應(yīng)力，以此來(lái)進(jìn)行循環(huán)計(jì)算，直至達(dá)??到所設(shè)定的計(jì)算吋步或者收斂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，循環(huán)結(jié)束。??運(yùn)動(dòng)方程（對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)）??由應(yīng)力及外力利用虛功原理求節(jié)點(diǎn)不平衡力?＾??由不平衡力求節(jié)點(diǎn)速率??本構(gòu)方程（對(duì)于每個(gè)單元）??—由節(jié)點(diǎn)速率求應(yīng)變?cè)隽??山應(yīng)變?cè)鲇X(jué)求應(yīng)力增量及總應(yīng)力??圖２－５?ＦＬＡＣ計(jì)算循環(huán)??１２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]錦屏一級(jí)水電站右岸拱肩槽邊坡穩(wěn)定性分析[D]. 孟銘杰.成都理工大學(xué) 2009
[4]基于拉格朗日差分法的露天邊坡穩(wěn)定性研究[D]. 馬紫娟.中南大學(xué) 2009
[5]基于強(qiáng)度折減的快速拉格朗日差分法在邊坡工程中的應(yīng)用[D]. 黃火林.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） 2007



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