岩溶地区水库库底封堵新型坝体应力分析

为适应岩溶地区地形地貌条件,提出水库库底拱结构封堵的新型坝体形式,有必要对对新型坝体结构形式进行优化设计。采用三维有限元分析方法,研究了拱顶角度、拱端厚度及封拱温度等不同因素条件下的拱体在正常蓄水位、淤沙荷载和温度应力作用下的应力变形。结果表明:拱体拉应力区域主要分布于长轴两端,适当增加拱端厚度有利于减小拉应力;通过适当增大拱顶角度可以改善拱体的受力情况,且随角度增加,拱体最大拉应力和压应力先减小后增大,在53.27°～60°范围内可取得最优拱顶角;拱结构拉应力随着封拱温度的增加而增加,建议按照9℃设计封拱施工。     

砂岩-泥岩沉积互层面剪切特性数值模拟研究

沉积层面力学特性是探究砂岩泥岩互层岩质边坡变形及稳定的重要因素。以室内试验结果为依据,采用接触面与薄层单元模拟层面剪切特性,对比了两者应力应变曲线特点,分析了开挖条件下软硬互层岩质边坡层间应力分布。结果表明,接触面模拟砂岩泥岩界面特性时,其剪切应力应变曲线符合双曲线特征,呈应变软化现象,存在明显残余强度。薄层单元模拟层面剪切力学特性时存在初期应力剧增现象,模拟结果与试验值存在一定程度离散性。接触面与薄层单元均能模拟砂岩泥岩界面剪切应力应变特性。顺层岩质边坡开挖时难以控制接触面法开挖过程模型计算收敛程度,薄层单元方式更能有利于模拟开挖作用下其层面剪应力分布(即剪切错动效应)。     

基于水平应变监测信息的边坡稳定性评价研究

基于有限元法,建立了3个不同坡顶距的边坡数值模型,通过在条形基础上施加逐渐增加的附加荷载,得到了边坡的位移、应变响应,探讨了边坡的破坏形式,分析了边坡不同高程处测线最大水平应变与边坡稳定性系数的关系。研究表明:随着基础荷载的逐渐增加,土体的水平应变也逐渐增加,但最大水平应变和最大水平位移出现位置并非出现于滑动面上,但通过水平应变分布可以观察土体的局部应力状态;边坡稳定性系数与测线最大水平应变之间存在一定的拟合关系,当坡顶距较小时,可采用对数函数或幂函数进行拟合,当坡顶距较大时,可用线性函数进行拟合;综合比较不同坡顶距的边坡模型中不同测线最大水平应变与稳定性系数的相关系数,发现最佳监测区域在边坡的中上部。