论文摘要
土石坝作为一种传统的坝型,在水利界占据着举足轻重的地位。近年来开展的大规模除险加固工作,再一次将土石坝作为焦点呈现在工程人员乃至广大百姓面前。由于土石坝的失稳大多数都与渗流有关,因而防渗处理是土石坝除险加固最主要的工作之一。目前,工程中大部分土石坝加固分析包括设计计算分析都是将渗流场与应力场分开分析的,没有考虑它们之间的相互耦合作用。研究分析表明,土石坝中渗流场与应力场的耦合效应是比较明显的,在对土石坝进行稳定性分析研究时,考虑流固耦合的作用是很有必要的。本文首先利用有限元软件,采用摩尔-库伦和Drucker-Prager弹塑性模型,对一个实际边坡进行分析,将计算结果与Geo-Slope软件的传统极限平衡法进行对比,证明了有限元强度折减法分析坝坡稳定的可行性,结合本文第一章的土坡稳定计算方法的分析比较,最终决定将摩尔-库伦弹塑性模型应用于七一水库的坝坡稳定性研究,并分析了不同的坡高与坡角对边坡稳定性的影响。文章利用非线性有限元软件强度折减法,对无水条件下加固前后的七一水库的坝坡稳定性进行分析,得出土石坝进行混凝土防渗墙加固,对坝坡稳定性的影响,并对影响土石坝稳定的粘聚力、摩擦角和防渗墙位置进行了不同取值,得出这些因素对坝坡稳定性的影响程度。最后在校核洪水位下对大坝进行了渗流、应力、位移分析,并在三种不同水位（校核洪水位、设计洪水位和正常蓄水位）工况下,运用有限元软件的Soils耦合分析步,考虑了流固耦合作用,对坝坡稳定性进行分析,与未考虑流固耦合的结果进行对比分析,以此说明渗流场与应力场相互耦合作用对土石坝稳定的影响以及防渗墙的防渗效果。通过本文研究分析,初步探讨了影响土石坝稳定性的主要因素,同时通过有限元法分析了边坡稳定性,对坝体内的应力分布、变形分布、塑性区分布等规律做了较为准确的量化表征,得出滑裂面的大致位置和安全系数,为同类坝型的合理设计及滑坡预测提供了决策依据,为土石坝除险加固的设计与施工提供了参考依据。同时对规范提出了一定的建议。