基于ABAQUS的高土石壩邊坡穩(wěn)定分析研究.pdf

1、高土石壩的邊坡穩(wěn)定是巖土力學(xué)中一個(gè)重要的問題。近年來有限元強(qiáng)度折減法由于其不需預(yù)設(shè)滑裂面和精確計(jì)算內(nèi)力等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為高壩穩(wěn)定分析中的一種重要手段。本文以大型通用軟件ABAQUS為平臺(tái)，采用有限元強(qiáng)度折減法對高土石壩邊坡穩(wěn)定性研究開展了以下工作：
　　 1、在ABAQUS軟件中通過將折減系數(shù)定義為場變量，使得有限元強(qiáng)度減法一步到位，節(jié)省了大量計(jì)算時(shí)間，并且計(jì)算結(jié)果更加精確可靠。通過對邊坡穩(wěn)定分析的結(jié)果，對有限元強(qiáng)度折減法的三種判

2、據(jù)進(jìn)行了探討研究：采用數(shù)值計(jì)算不收斂準(zhǔn)則來進(jìn)行判定，會(huì)使邊坡安全系數(shù)偏大；采用邊坡土體塑性區(qū)貫通和位移拐點(diǎn)法判據(jù)，從本質(zhì)上來講能準(zhǔn)確真實(shí)的反映邊坡的屈服破壞過程，得到的安全系數(shù)與傳統(tǒng)的極限平衡法差不多，值得推廣。
　　 2、采用有限元強(qiáng)度折減法對水利水電工程中普遍采用的面板堆石壩標(biāo)準(zhǔn)坡度所對應(yīng)的安全系數(shù)進(jìn)行分析，同時(shí)和土石壩專用設(shè)計(jì)程序STAB計(jì)算得到的結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在正確選擇計(jì)算參數(shù)的前提下，對于堆石料使用線性有咬合力強(qiáng)度

3、指標(biāo)計(jì)算結(jié)果和采用非線性強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算結(jié)果接近，并且兩者的臨界滑裂面也較吻合。
　　 3、在ABAQUS軟件中為了能分別驗(yàn)算上游壩坡以及下游壩坡的安全系數(shù)，我們做如下處理：在驗(yàn)算上游壩坡時(shí)，相應(yīng)的調(diào)大下游堆石材料的抗剪強(qiáng)度，這樣壩體在荷載作用下先在上游壩坡發(fā)生破壞；同理在驗(yàn)算下游壩坡時(shí)，相應(yīng)調(diào)大上游堆石材料的抗剪強(qiáng)度，使得壩體在下游壩坡發(fā)生破壞。考慮到水平地震荷載作用時(shí)，可將壩體模型分為若干層，對每一層采用水平地震荷載梯形分布區(qū)域