土石坝边坡稳定分析可视化软件研究

发布时间：2020-03-29 12:05

【摘要】：土石坝边坡稳定分析一直是水利工程领域研究的重要课题。坝坡失稳将会给国家带来重大的经济损失,也会给人民的生命财产安全带来严重的威胁。因此,开展土石坝边坡稳定分析具有非常重要的工程意义和社会价值。土石坝的边坡稳定计算问题是具有复杂科学理论和工程背景的难题,它涉及到材料的非均质性、数据准备和反复试算等方面。一份计算书的生成往往需要成千上万次的试算,工作量极大且繁琐、易错。特别是当工况复杂、验算断面较多时,如果仅用手算,则在效率、质量、可靠度,以及数据的准确性和权威性等方面都远远无法达到工程设计要求,因此,开展土石坝边坡稳定分析可视化研究尤显必要。其主要研究内容如下:(1)在广泛阅读相关专著与科技文献的基础上,综述了土石坝边坡稳定分析的研究现状及其计算理论;(2)根据边坡稳定性分析计算理论及土石坝的类型,选用极限平衡分析方法作为其主要的计算方法;(3)运用Java语言,在B/S构架的基础上,使用MVC模型,并使用HTML、JSP、Servlet以及MySQL数据库等技术,根据土石坝不同类型,构建均质坝、粘土心墙坝、粘土斜墙坝等三个数值分析模块。(4)运用岩土工程软件Geo-Studio对所开发的计算软件进行校核,确保本计算软件的准确性和可靠性;(5)运用所开发的软件对大房郢水库、胡湾水库土石坝坝坡进行了稳定分析,并使用Geo-Studio软件进行比较复核。土石坝边坡稳定分析可视化软件具有界面友好、可操作性强、计算效率高等优点,可实现计算结果的输出、下载、自动生成文档及绘图等功能;可广泛应用于土石坝边坡稳定分析的工程设计中,对同类工程设计及安全运行具有参考价值。
【图文】：

条块,作用力,切向力

图 2.2 毕肖普条块作用力作用在条块上的力，，除了重力iW 外，滑动面上有切向力iT 和法向力iN ，条块的侧面分别有法向力iP 、i+1P ，和切向力iH 、i+1H 。若条块处于静力平衡状态，根据竖向力平衡条件应有：∑=0zFiiiiiiW +ΔH=Ncosθ+TsinθiiiiiiN cos θ=W+ΔH- Tsinθ（2-5）根据满足安全系数为sF 时的极限平衡条件，(+)1=iiiisiclNtgφFT （2-6）将式（2-6）带入式（2-5），整理得：(+Δsin)1=sincos++Δsin=isiiiiθiiiisiiiiiθFclWHmθtgφθθFclWHN - （2-7）

简布法,作用力分析,条块,滑动土体

土石坝边坡稳定分析方法部静力平衡条件和极限平衡条件，滑动土体的整体力矩平衡条件也自然得到满足，而且它适用于任何滑动面而不必规定滑动面是一个圆弧面。从图 2.3（a）所示滑动土体 ABC 中取任意条块i 进行静力分析。作用在条块上的力及其作用点见图 2.3（b）。按静力平衡条件，
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV641;TV223

【参考文献】