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Stability analysis of a concrete gravity dam and its foundation

Journal of Southeast University(English Edition) 2004年第4期20卷 508-512页

作者： itoya emioshor 赵引 Martins Y.Otache 河海大学土木工程学院南京210098 河海大学水资源环境学院南京210098

The stability of dams and their foundations is an important problem to which dam engineers have paid close attention over the years. This paper presented two methods to analyze the stability of a gravity dam and its foundation. The direct analysis method was based on a rigid limit equilibrium method which regarded both dam and the rock foundation as undeformable rigid bodies. In this method, the safety factor of potential sliding surfaces was computed directly. The second method, the indirect analysis method, was based on elasto-plastic theory and employs nonlinear finite element method (FEM) in the analysis of stresses and deformation in the dam and its foundation. The determination of the safety degree of the structure was based on the convergence and abrupt the change criterion. The results obtained showed that structures' constituent material behavior played an active role in the failure of engineered structures in addition to the imposed load.

关键词： Concrete dams Elastoplasticity Finite element method Nonlinear equations Safety factor Sensitivity analysis Shear strength

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大坝与坝基稳定性分析研究

大坝与坝基稳定性分析研究

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作者： itoya emioshor 河海大学

学位级别：硕士

大坝是重要的水工建筑物。随着科学、技术和经济的飞速发展，高坝越来越多，大坝的地质条件和支撑地基性能变得越来越复杂。因此，大坝的安全评价问题正受到工程师们的密切关注，大坝的强度、变形和稳定分析取得了非常大的进步。同时，... 详细信息

大坝是重要的水工建筑物。随着科学、技术和经济的飞速发展，高坝越来越多，大坝的地质条件和支撑地基性能变得越来越复杂。因此，大坝的安全评价问题正受到工程师们的密切关注，大坝的强度、变形和稳定分析取得了非常大的进步。同时，由于计算机和分析理论、方法的发展，大坝稳定性分析在计算方面也发生了相当大的变化。稳定性分析能够做得更完善和精确。这篇论文对大坝和地基的稳定性分析进行了进一步的分析研究。主要采用以下两种方法：(1)基于刚体极限平衡理论的稳定分析方法。这种方法假设大坝和岩石地基为不变形的刚体;(2)基于弹塑性理论的稳定分析方法。这种方法采用数值方法分析结构和地基的应力和应变，通过应力场和应变场来评价其稳定性。过去，我们根据假定的可能滑移面直接计算安全系数和应力(直接法)。对一个复杂的岩石地基来讲，滑移面的形状、位置、分布和方向的事先假设都是十分困难的。稳定分析时采用：(a)强度储备法，即等倍数地降低材料的强度参数(c和φ);(b)超载法，即等倍数地将荷载由小到大逐步增加，直到破坏产生。在这篇论文里，运用了直接法和间接法。在间接法里，材料强度参数逐步减小直到破坏产生。应力和应变由MARC软件分析计算得到;安全系数由位移变化、屈服区连通率和总应变能变化来评价。在直接法里，安全系数由自编的基于刚体极限平衡法的FORTRAN程序来评价。上述两种分析方法还被用来分析向家坝重力大坝的稳定性。同时，对大坝材料参数的敏感性也进行了分析，并比较了两种方法所得的安全系数。结果显示，工程建筑物的破坏不仅仅是由于施加荷载的原因，同时也与组成材料的性质有关。

关键词：大坝与坝基稳定性分析安全系数刚体极限平衡弹塑性理论

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