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随着我国水利水电事业的发展和筑坝技术的迅速提高,在水利资源丰富的西南部地区正在设计修建高碾压混凝土重力坝,而这些地区正是高烈度地震频发地区。由于大坝的地质条件和稳定性能的复杂性,加之高烈度地震的频发,问题本身在理论、方法、试验手段等本身存在的局限性,使得地震作用下重力坝的深层抗滑稳定问题备受关注。地震作用下,重力坝深层抗滑稳定分析及评判方法还只是在摸索阶段,随着近几年全球地震活动的加剧,该领域的研究越来越迫切。做进一步的研究具有一定的科学意义和应用价值,本文主要工作内容包括以下几个方面: (1)针对无限域或半无限域问题,根据无限元基本原理、ABAQUS中的无限单元库及其提供的*.INP命令文件,建立了有限元—无限元模型。通过算例验证了无限元—有限元法更接近于实际情况,并将该方法应用于静力条件下重力坝的分析中。基于 ABAQUS子程序接口,利用附加质量法实现了地震作用下的动水压力。 (2)参考了国内外常见参数取值的方法,笔者通过建立简单模型,利用等安全系数法验证了利用加权平均得到参数等效的合理性,结合实际工程,得到地基内不连通的裂隙、夹层及断层的等效参数。 (3)基于静力强度折减法的基本原理及判别失稳的位移突变性判据、不收敛判据、塑形区贯通判据,结合经典算例验证了ABAQUS在求解稳定方面的准确性和优越性。基于边坡动力稳定分析理论,尝试将有限元强度折减法引入到地震条件下重力坝深层稳定安全性分析中。结合算例对分析方法及判据做了分析,取得了较为满意的结果。 (4)利用判据综合评判了静力条件下重力坝深层稳定安全系数,并对影响深层抗滑稳定因素(剪张角、滑出位置)做了敏感性分析。 (5)为了更好的模拟各类岩体的本构关系及屈服准则,讨论了MC准则与 DP准则等效转换,研究了DP系列准则的变换并在 ABAQUS中得以实现。结合的混凝土的特性,学习并运用了混凝土损伤模型。 (6)结合具体的工程实例,对静动力条件下重力坝强度及深层抗滑稳定安全性进行了分析研究,参照已有工程结论对计算结果进行了分析。