邊坡穩(wěn)定在水利水電工程建設中占有非常重要的位置,邊坡穩(wěn)定問題往往會影響著工程建設期的長短以及工程運營時期的安全,水利水電工程中的邊坡失穩(wěn)不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失,還會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,針對巖質(zhì)邊坡開挖過程中的穩(wěn)定性進行仿真數(shù)值模擬,旨在為在邊坡開挖過程中確定邊坡的穩(wěn)定狀態(tài),并提出合理的邊坡防護措施。本文以某抽水蓄能電站進出水口邊坡開挖為例,由于開挖地形條件較為復雜,本文在總結前人經(jīng)驗的基礎上,利用AutoCAD、GOCAD、Surfer、犀牛（Rhinoceros）、ANSYS、FLAC3D等軟件成功將分析模型建立,此方法簡便、可行,具有很強的參考性。通過FLAC3D對邊坡模型分級開挖計算分析,結果表明:各階段開挖后,由于開挖面上部巖體被挖除,開挖面上的巖體應力得到釋放,在各開挖面表面形成了較明顯的應力松弛區(qū),總體應力水平將隨之減小,使得開挖面處及附近區(qū)域巖體的應力場受到的擾動最大,并分布有少量的拉應力區(qū)域,且拉應力量值較小;進出水口邊坡開挖達到穩(wěn)定后,邊坡巖體變形以開挖卸荷反彈為主,主要表現(xiàn)為豎直位移的增加,其... 

【文章來源】：華北電力大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１?ＦＬＡＣ３Ｄ莫爾庫倫強度準則??勢函數(shù)迎過兩個函數(shù)：ｓ和ｔ表達，ｓ表示剪切塑性流動，ｔ農(nóng)示張拉塑??

閣２－２莫爾厙倫模型用于定義流動法則的域??結合前文所述，由丨：圖ｉ」ｊ知，假設模型內(nèi)某－－點在復合屈服函數(shù)以外，在??圖２－２?（〇１，?〇３）平謝屮表示該點己位于區(qū)域１或者區(qū)域２內(nèi)，則該點己經(jīng)屈??服破壞。因Ｒ域１和Ｒ域２所代衣的應力點的破壞形式不同，當應力點落在區(qū)??域１時，炎示該點為剪Ｗ破壞，且應力點位于／ｓ＝０?ｈ方；當應力點落在區(qū)域??２時，表示該點為拉伸破壞，且應乃點滿足廣＝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程與原理，我們需要??對高斯散度記理、ＩＶ點運動平衡方程、本構方程以及有限差分方程等理論進行??研究。??２．３．１高斯散度定理??由��？快速拉格朗丨丨分析采用混合離散法，而離散的最基本的單元通常為常??應變四面體，采用常應變四面體單元計算方法既可以有效避免常應變六面體笮??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各本構模型的普遍??適用。本小節(jié)將以四面體為例來解釋高斯散度定理

?．—?一?一—“??圖２－４計算單元示意圖??關于快速拉格朗日分析的計算循環(huán)和求解過程如下圖２－５和圖２－６所示。??由計算循環(huán)示意圖可以了解到，ＦＬＡＣ３Ｄ的計算循環(huán)ｆｅ要在運動方程和本構??方程之間運行，主要是通過節(jié)點不平衡力來求出節(jié)點速率，并由節(jié)點速率求單??元應變，再通過單元應變求應力增量及總應力，以此來進行循環(huán)計算，直至達??到所設定的計算吋步或者收斂標準時，循環(huán)結束。??運動方程（對于每個節(jié)點）??由應力及外力利用虛功原理求節(jié)點不平衡力?＾??由不平衡力求節(jié)點速率??本構方程（對于每個單元）??—由節(jié)點速率求應變增量??山應變增覺求應力增量及總應力??圖２－５?ＦＬＡＣ計算循環(huán)??１２??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于廣義位勢理論的土的本構模型及其初步應用[D]. 溫勇.武漢大學 2014

碩士論文
[1]基于破碎圍巖條件的小間距隧道圍巖穩(wěn)定性分析[D]. 鄧超榮.長沙理工大學 2010
[2]錦屏一級水電站左岸變形拉裂體穩(wěn)定性分析[D]. 周峰.成都理工大學 2009
[3]錦屏一級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 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 2009
[5]基于強度折減的快速拉格朗日差分法在邊坡工程中的應用[D]. 黃火林.中國地質(zhì)大學（北京） 2007



本文編號：3329918