基于FLAC3D的某溢洪道进水渠段高边坡设计优化计算分析研究

发布时间：2021-07-21 10:32

　　针对某溢洪道进水渠段高边坡开挖设计方案开展优化分析,利用FLAC 3D有限元软件建模计算分析,优化设计方案能降低边坡失稳潜在性。研究结果表明:①原设计方案下无支护措施时有无水工况中位移、应力特征分布基本一致,水位对高边坡位移、应力变化无显著影响,最大拉应力位于马道边缘,坡面以压应力为主。②原设计支护方案下有无水工况中,支护措施下减弱了大位移对坡内的延伸趋势,拉应力与大位移分布面积减少,减弱两者对滑移面影响。③优化设计方案下有无水工况中最大位移均无往坡内延伸趋势,最大拉应力均为0.45 MPa,相比原设计方案降低15.1%,各级马道拉应力分布减少,马道最大位移为1 cm左右,仅为坡高的0.01%,优化设计后开挖方案安全稳定性得到提高,滑移面下滑趋势降低。研究结果可为研究水利工程中高边坡开挖支护设计提供一定参考。 

【文章来源】：水利科技与经济. 2020,26(11)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

溢洪道局部区段工程地质剖面图

原设计开挖方案为5级马道，除第二级马道为12 m，其他马道宽度均为3 m，坡度均为2∶1，以直径15 mm锚杆为正方形支护网架，每根锚杆长度为5 m，并喷射混凝土。优化方案为4级马道，其中第二级马道加宽为15 m，其他马道宽度一致，坡度优化为5∶2，以直径25 mm锚杆为正方形支护网架，每根锚杆长度为10 m，并喷射混凝土。由于溢洪道进水渠段水位变化，因而本文在每种研究方案基础上分别拓展有无水工况。3.2 开挖无支护

本文以水库处于正常蓄水位时开展高边坡位移应力计算，结果见图4。从图4中可知，有水工况下边坡位移分布与无水工况有所类似，最大位移量均集中在坡底板处，其最大位移相比无水工况增长幅度并不大，仅为4.7%，达4.93 mm，坡顶仍分布较小位移。有水工况下最大拉压应力分别为0.53和5 MPa，与无水工况下分布区域及量值基本接近。分析表明，在无支护措施下，有无水工况位移、应力分布特征与量值均为一致，即水位对高边坡位移、应力变化无影响，此时由于在无支护措施条件下边坡按照原设计方案开挖，滑移失稳已占据主导作用，不受水位影响。图4 原设计无支护方案下位移应力分布(有水工况)

【参考文献】：
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本文编号：3294854