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本文充分发挥有限单元法和刚体弹簧元法的优点,对百色RCC重力坝典型坝段(9B、4B)地基稳定安全性进行数值分析和计算,从超载法、综合法等不同角度,对坝基稳定性开展研究,分析坝体和坝基破坏过程、破坏形态和破坏机理,确定坝基可能的滑动路径和滑移模式,评价工程的稳定安全性。 首先采用非线性有限单元法对坝体及坝基在不同荷载工况下的变位、应力应变状态展开分析,评价各工况下坝基的运行状态,而后采用超载法和综合法对大坝稳定性进行分析,模拟坝基的渐进性破坏过程,追踪岩体破坏状态的发展演变过程,从而得到坝基在超载和强度下降过程中的破坏模式和破坏发展路径。结果表明,超载法时,破坏区从上游向下游发展,且破坏前锋一直沿建基面附近;综合法时,破坏区从下游向上游发展,并表现出裂隙结构面参数的控制作用。正常蓄水位工况时,9B、4B坝段的综合安全系数分别为K_Z=4.05、K_Z=3.75。 其次,利用刚体弹簧元法求解单元交界面上的正应力和剪应力,从而积分求得滑移路径上的总滑动力和总阻滑力,进而求得各滑动面的抗滑安全系数。在有限元分析的基础上,确定坝基滑移体的范围,拟定多条滑移路径,用刚体弹簧元法进行静动力分析,从而定量分析出最危险滑移块体和滑移路径。研究表明,最危险滑移路径处于坝基面以下浅层,滑移通道为从上游坝踵拉裂区沿近直线方式向下游坝趾滑出;正常蓄水位时,9B、4B坝段最危险滑移路径安全系数分别为K_S=4.15、3.05。另外,坝踵以下14m深度范围向下游阶梯式滑出也是安全系数较小的滑移路径,但不是控制路径。 最后,针对百色重力坝特殊的高弹模比地质条件所致悬臂效应,对坝体及坝基的变形和应力状态与坝基力学参数之间的关系进行了参数敏感性分析。