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拱坝建设对坝址的地质地形条件要求较高,拱坝失事率也较其他坝型小得多。但在失事、事故和病害的拱坝中,由于坝肩岩体失稳出问题的比例很大,有一半左右。本文针对拱坝坝肩稳定展开研究,对运用现有且常用的计算理论——刚体极限平衡法进行抗滑稳定分析时,如何提高计算精度作了详细介绍。
查阅大量关于拱坝坝肩稳定的计算资料后,第二章总结了目前常用的各种分析方法,着重介绍了刚体极限平衡法。现阶段,刚体极限平衡法是研究拱坝坝肩抗滑稳定的主要方法,且规范规定“拱座抗滑稳定的数值计算方法,刚体极限平衡法为主”。所以,有必要对如何更好运用该理论进行深入研究,以提高计算精度。
随着计算机技术的发展,拱坝坝肩空间稳定分析的数解法得到了迅猛发展,计算速度、精度都大大提高。本文第三章中,着重介绍利用计算机编制程序来实现数解法。一般来说,一种好的算法,必须能便于编制程序且时间空间复杂度低,一个好的计算模型,则必须能较准确的模拟工程的实际情况。拱坝坝肩抗滑稳定分析中,各种力的较准确计算是合力评估坝肩岩体稳定性的关键。在现有的计算理论和计算条件下,力求提高计算精度是本文的主题思想。在第四章中,结合石城子拱坝的工程实际,简洁说明了其坝肩抗滑稳定分析的全过程,分析了影响计算结果或精度的主要因素。提出了提高岩体自重和扬压力计算精度的方法,并编制了程序,用于解决新疆石城子拱坝坝肩稳定计算,取得了成功。
计算理论的生命力在于它在实际工程中的应用,而具体计算方法的生命力在于它能尽可能准确、快速地取得计算结果。理论上的进步推进理论的发展,具体计算方法改进能推进理论的应用质量。本文着重针对后者做了工作,编制了计算程序,成果可供类似工程参考。