专题3.5-土石坝边坡动力稳定性方法研究.doc

(完整版)专题3.5 土石坝边坡动力稳定性方法研究专题3。5 土石坝边坡动力稳定性方法研究一、研究目标目前，地震作用下的边坡稳定安全系数的计算大多采用拟静力法和有限单元法。拟静力法无法反映坝在地震时的反应特性。我国水工建筑物抗震设计规范SL20397吸收了用剪切梁法对土石坝进行动力分析的成果，并进行了改进，引入地震加速度分布系数。然而，所拟定的不同高度加速度分布与实际情况差异较大，更不能真实反映不同高程和不同部位坝体地震加速度的位相差异。基于有限单元法的动力分析得到的坝坡动力抗滑稳定安全系数是时间的函数，考虑到冲击荷载作用下，边坡在瞬间进入失稳状态并不一定使边坡彻底破坏。因此，选用整个地震历时中的最小安全系数评价边坡的地震稳定性过于保守。所以，有必要开展能够考虑地震动震动频率、次数和地震持续时间等特性以及坝身材料的动力性质和阻尼性质等的土石坝边坡动力稳定性的方法研究.本专题的研究目标是,提出合理的土石坝坝坡稳定性分析方法。二、研究内容1 在有限元理论分析的基础上，建立土石坝边坡动力有限元稳定时程分析方法.2 研究边坡动力稳定安全评价指标. 3 土石坝边坡动力有限元稳定性分析。4 土石坝边坡动力稳定抗震措施研究。三、研究思路:动力抗滑稳定性分析在静力计算和动力计算的基础上进行，静力计算得到各单元的静应力，动力计算得到各单元的动应力。计算出各单元的滑面上的正应力和剪应力。分析时给出圆心坐标和半径可能所在的范围,然后,在每一时刻对这三个因素分别采用0。618 优选法求出各时刻的最危险滑弧的位置和相应的最小安全系数。在动力反应分析时，采用跨大步迭代法。由于在一个大步中，单元剪应变是不断变化的，无法与计算开始时假定的剪应变相比较，为此,需要假定一个等价的不变的剪应变来代替这一变化的过程。设边坡在静力作用下的安全系数为Fs ，由于地震的作用,安全系数随震动过程而波动,其最小的安全系数为Fmin 。由于在地震过程中，动剪应力是不断变化的， F s 和Fmin对应的可能不是同一条滑弧。考虑到边坡在瞬间冲击荷载下并不一定彻底破坏,取） ( FsFmin） 的0。65 倍作为安全系数的平均振幅来反映安全系数因地震作用而偏离的幅度。