基于突變理論的重力壩抗滑穩(wěn)定研究.pdf

1、隨著非線性力學(xué)的發(fā)展，對重力壩壩基抗滑穩(wěn)定性分析已不再局限于采用剛體極限平衡法或者線性有限元法等方法。針對非線性有限元法，目前已經(jīng)形成多種判據(jù)，典型的有收斂性判據(jù)、突變性判據(jù)等。本文采用突變模型常見的兩種應(yīng)用方式（即數(shù)據(jù)擬合和理論分析）從兩個不同角度分別對重力壩壩基失穩(wěn)這一工程問題做了研究，具體工作如下:
　　(1)根據(jù)常見的具有單一狀態(tài)變量的五種突變模型的數(shù)學(xué)和幾何特性，利用數(shù)學(xué)理論得出了常見五種突變模型的分叉集的代數(shù)表達式。并

2、基于以往的研究對具有單一狀態(tài)變量的五種突變模型的合理應(yīng)用提出了自己的觀點和建議。
　　(2)對傳統(tǒng)的重力壩抗滑穩(wěn)定分析方法做了簡介，并對各種方法的優(yōu)缺點做了理論分析。結(jié)合實際工程分別采用基于剛體極限平衡法的安全系數(shù)法、分項系數(shù)法以及非線性有限元法中的收斂性判據(jù)和突變性判據(jù)（包括位移、塑性區(qū)面積、應(yīng)變能突變判據(jù)）對典型壩段進行了分析，計算分析表明應(yīng)變能突變判據(jù)較其他幾種判據(jù)具備一定的優(yōu)越性。
　　(3)對具有單一狀態(tài)變量的五種

3、突變模型的數(shù)值擬合方式做了初步闡述，并結(jié)合工程實例以壩基系統(tǒng)的應(yīng)變能為失穩(wěn)考察量采用五種突變模型進行了計算分析，初步得出尖點突變模型對于重力壩壩基穩(wěn)定性分析具備較強適用性結(jié)論，并通過分析指出了數(shù)值擬合應(yīng)用方式的不足之處。
　　(4)采用折疊、尖點、燕尾等突變模型對考慮材料損傷的大壩壩基穩(wěn)定性進行了理論分析，并與傳統(tǒng)的剛體極限平衡法做比較，指出了剛體極限平衡法存在的不足之處，并對各種突變模型的適用性進行了分析。通過理論分析指出:不同

4、突變模型的適用性與臨界失穩(wěn)點有關(guān)，其中:折疊突變模型適用于峰值點處失穩(wěn)的分析;尖點突變模型適用于應(yīng)力-應(yīng)變曲線拐點失穩(wěn)的分析;燕尾突變模型適用于u*=u3這一特征點失穩(wěn)的分析。
　　(5)采用尖點突變模型對考慮材料損傷-塑性本構(gòu)的重力壩壩基兩種失穩(wěn)模式進行了分析，并與傳統(tǒng)的剛體極限平衡法做比較，進一步指出了剛體極限平衡法是本文方法的特例。其中，重點討論了材料均勻性指標m和壩基面兩種材料剛度比七等因素對壩基滑動穩(wěn)定性的影響，對尖點突