基于突變理論的土石壩穩(wěn)定性分析.pdf

1、土石壩運行的過程中,壩體內(nèi)部會自動產(chǎn)生滲流,不僅會引起水頭損失,而且會造成水壓力以及致使壩體材料強度降低,進而導致滑坡,甚至潰壩,對國民經(jīng)濟、人民生命以及環(huán)境造成巨大的威脅。這類損壞常常突然發(fā)生,應(yīng)用傳統(tǒng)的線性理論方法沒法有效的處理這種問題。對于土石壩這樣的系統(tǒng)具有高度復雜的非線性特性,要對它的失穩(wěn)進行預(yù)測和控制,還須從現(xiàn)代非線性科學進行突破,而突變理論又是分線性科學中的重要分支。突變理論重要鉆研在非線性體系中為什么從漸變致使系統(tǒng)質(zhì)的突

2、變,并適合于內(nèi)部作用未知的體系。因此,突變理論是處理現(xiàn)代非線性現(xiàn)象的有效手段。
　　本文考慮土石壩體系組成的復雜、非線性的特征,重點開展了以下4個方面的工作。
　　通過軟件ANSYS建立土石壩的二維有限元模型,采用滲流有限元計算程序和應(yīng)力有限元計算程序,對土石壩進行滲流分析。
　　在此基礎(chǔ)上,采用有限元強度折減法對土石壩進行有限元數(shù)值模擬,得到了不同強度參數(shù)下土石壩壩坡范圍內(nèi)的塑性應(yīng)變能、屈服區(qū)面積、熵。
　　論

3、文進一步結(jié)合突變理論與有限元強度折減法,闡明了土石壩壩坡范圍內(nèi)的塑性應(yīng)變能、屈服區(qū)面積、熵和強度折減系數(shù)的變化規(guī)律,建立土石壩壩坡失穩(wěn)的突變判據(jù),揭示了土石壩失穩(wěn)機理,描述了土石壩壩坡失穩(wěn)的進程。
　　最后,將失穩(wěn)突變判據(jù)應(yīng)用于工程實例中,通過判別得出土石壩上下游壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)和壩坡穩(wěn)定狀態(tài)。同時,把計算結(jié)果和傳統(tǒng)的極限平衡法計算結(jié)果進行比較,運用突變理論穩(wěn)定分析成果與簡化的畢肖普法結(jié)果一致,證明了分析土石壩穩(wěn)定的有效性,為土石