刚体极限平衡法的一些基本假定对分析拱坝坝肩稳定问题的影响
国开形成性考核01433《水利水电工程建筑物》形考作业(1-5)试题及答案
国开形成性考核《水利水电工程建筑物》形考作业(1-5)试题及答案（课程ID：01433，整套相同，如遇顺序不同，Ctrl+F查找，祝同学们取得优异成绩！）作业1一、单项选择题（每小题5分，共40分）题目：1、用以拦截江河，形成水库或壅高水位的建筑物称为（B）。
【A】：输水建筑物【B】：挡水建筑物【C】：整治建筑物【D】：泄水建筑物题目：2、用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物安全的建筑物，称为（A）。
【A】：泄水建筑物【B】：输水建筑物【C】：挡水建筑物【D】：整治建筑物题目：3、为满足灌溉、发电、过坝需要而兴建的建筑物，称为（B）。
【A】：整治建筑物【B】：专门建筑物【C】：泄水建筑物【D】：输水建筑物题目：4、用以改善河流的水流条件，调整水流对河床及河岸的作用，以及为防护水库、湖泊中的波浪和水流对岸坡的冲刷的建筑物，称为（A）。
【A】：整治建筑物【B】：泄水建筑物【C】：挡水建筑物【D】：输水建筑物题目：5、水利水电枢纽工程按其规模、效益和在国民经济中的重要性可分为（B）等。
【A】：二【B】：五题目：6、（A）系指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物。
【A】：主要建筑物【B】：次要建筑物【C】：临时性建筑物【D】：泄水建筑物题目：7、（B）系指失事后不致造成下游灾害，或对工程效益影响不大，易于恢复的建筑物。
【A】：主要建筑物【B】：次要建筑物【C】：泄水建筑物【D】：临时性建筑物题目：8、（D）系指枢纽工程施工期间使用的建筑物。
【A】：泄水建筑物【B】：次要建筑物【C】：主要建筑物【D】：临时性建筑物二、多项选择题（每小题5分，共25分）题目：9、水利工程的根本任务是（AC）。
【A】：除水害【B】：防洪【C】：兴水利【D】：灌溉、发电题目：10、水利水电枢纽工程按其（BCD）为五等。
【A】：效益【B】：在国民经济中的重要性【C】：规模【D】：作用题目：11、水利枢纽中的水工建筑物按其所属枢纽工程中的（ABD）分为五级。
拱坝稳定分析方法总结与探讨
拱坝稳定分析方法总结与探讨彭小川，陆晓敏河海大学土木工程学院，南京（210098）E-mail：pengxiaochuan003@摘要：拱坝的稳定性分析中,有几种常用的分析方法。
本文概述了几种常用分析方法的特点以及应用范围，并对其中一些方法存在的问题进行了总结。
对拱坝稳定性分析方法的发展方向进行了探讨。
关键词：拱坝稳定，坝肩稳定，上滑稳定，发展趋势拱坝是一种重要的坝型，人类修建拱坝具有悠久的历史。
最早起源于古罗马时代的欧洲，早期的拱坝已经开始利用拱的传力作用，对拱的作用有了很深刻的认识。
二十一世纪内，根据我国西部开发的战略部署和能源发展的长远规划，在黄河中上游、大西南和红水河流域等广阔西部地区，将要兴建许多高、大、薄型拱坝，其中有些拱坝堪称世界之最。
我国目前在建的和设计中的高拱坝有小湾（292m）、拉西瓦（250m）、溪洛渡（273m）、锦屏一级（303m）、白鹤滩（275m）、虎跳峡（278m）等[1]。
这些高拱坝在我们国民经济的发展中起到非常重要的作用。
一旦出现失事问题后果非常严重，所以高拱坝的稳定分析问题变的非常重要。
1. 拱坝坝肩稳定分析的研究方法我们从拱坝的受力特点可以看出，拱坝是一个三面受岩体约束的高次超静定的壳体结构。
当承受水压力等外荷载时，借助拱的作用，拱坝把大部分的库水压力以水平推力方式传至坝端两岸岩体，少部分荷载靠悬臂梁作用传递给地基[2]。
因此，拱坝的稳定性主要是依靠坝肩岩体来维持，坝肩岩体的稳定直接关系到拱坝的正常运行与安全。
所以说坝肩失稳问题在拱坝的安全问题上占有重要的地位[3]。
国内外对坝肩稳定性的研究方法和手段还在不断的发展和完善。
归纳起来有如下方法：1.1稳定性分析方法1.1.1刚体极限平衡法刚体极限平衡法是一种传统的，较成熟的稳定分析方法，也是规范规定采用的方法[4]。
具体方法是将有滑动趋势范围内的边坡岩体按照某种规则划分为一个个小块体，通过块体的平衡建立整个边坡的平衡方程。
拱坝坝肩稳定的可靠度分析
拱坝坝肩整体稳定静力动力可靠度分析(表七)
拱坝坝肩整体稳定静力动力可靠度分析
本文应用研制的BR·SAIDP 程序, 对左、右岸6个 高程的坝肩岩体进行了可靠度计算,得到了每一高程各 滑型出现的概率、沿该滑型滑动的概率、坝肩失稳的全 概率以及坝肩稳定的可靠指标。 左、右岸坝肩岩体静力抗滑稳定可靠度计算结果分 别列于表4 、表5。对于实际上不可能出现的滑型, 表 中未列出。从表4的计算结果可见, 左岸坝肩岩体以沿P3 面(即底滑面) 滑动的单面滑型为主, 只有在1130 m, 1090m两高程兼有沿P1,P3 面交线滑动的双面滑型出现。 而由表5的计算结果可以看出, 右岸坝肩岩体失稳只出 现单面滑型, 在113Om高程以上是沿P3面滑动, 以下各高 程则可能沿P2面或P3面滑动。
（19）
经分析整理, 将各随机变量及其统计特性列于表2,表3。 2.3 坝肩岩体静力、动力抗滑稳定可靠度分析 由上述讨论知坝肩岩体失稳有多种滑动形式。对于 每一种滑型, 可根据其运动学条件和力学条件建立相应的 极限状态方程。由极限状态方程求解可靠指标的方法很 多, 本文采用优化迭代方法, 得到了令人满意的计算结果。 由各极限状态方程求出相应的失效概率后, 即可用式(1 6) 计算坝肩岩体的失稳概率, 并进一步求出其可靠度。
拱坝坝肩整体稳定静力动力可靠度分析
对坝肩岩体进行动力抗滑稳定可靠度分析时, 应同 时计人静力、动力计算中的随机变量。本例设地震烈度 为7度,取综合影响系数Cz=1/4 ,其它参数参照现行规范 取值, 选择最危险情况加地震荷载, 即沿顺河流方向。 表6、表7分别给出了左、右岸各高程动力抗滑稳定 可靠度计算结果,由表6可见, 左岸1090m高程以上坝肩 失稳有两种滑型, 即沿P3面的单面滑动和沿P1,P3面交线 的双面滑动。1090m高程以下坝肩岩体失稳只有沿P3面滑 动一种形式。表7给出的计算结果表明, 右岸坝肩岩体 只产生单面滑型,1130m 高程以上是沿P2面滑动, 以下是 沿P2面或P3面滑动。980 m 高程岩石的抗剪断指标偏低, 所以算得的可靠指标值较小。
刚体极限平衡法的名词解释
刚体极限平衡法的名词解释导语：极限平衡法（Limit Equilibrium Method）是一种用于求解土体和岩石坡体稳定性的常用方法，主要依据了刚体力学原理和平衡条件。
本文将解释极限平衡法的概念、原理以及在工程实践中的应用。
一、概念解释极限平衡法是一种经典的土体和岩石稳定性分析方法，其基本思想是，当土体或岩石予以允许的变形和破坏时，仍能保持总体的平衡状态。
该法简单而直观，假定土体或岩石以刚体形式存在，并运用静力平衡原理，寻找使坡体维持稳定的最不利条件。
二、原理解释1. 刚体假设极限平衡法假设土体或岩石均为刚体，意味着在其内部无内部变形，任何一个切面上的应力均为平衡的。
尽管实际情况中土体和岩石的变形符合连续介质力学的原理，但在小范围内近似将其视为刚体，有助于简化分析计算。
2. 静力平衡条件在极限平衡法中，静力平衡被视为稳定的一个必要条件。
考虑力的平衡条件是基于牛顿第三定律，即外力和内力之和为零。
通过在不同切面上施加斜坡、自重和外部荷载等力的平衡，可以确定最不利的力组合。
三、应用解释1. 坡体稳定性分析极限平衡法广泛应用于土体和岩石坡体的稳定性分析。
通过将坡体看作一个刚体，应用静力平衡条件，可以确定坡体的最不利荷载作用下的稳定状态。
根据判断坡体稳定与否的判据，如Fellenius判据、Bishop判据等，可以预测土体或岩石的稳定性。
2. 边坡工程设计极限平衡法对于边坡工程设计具有重要的意义，其可以用于判断边坡的整体稳定性以及寻找在边坡上最不利的滑动面。
根据切坡角度、土壤和岩石的强度参数以及设计荷载等参数，可以确定边坡的安全系数，并针对不同情况进行合理的设计和加固。
3. 基坑和挖掘工程极限平衡法也常应用于基坑和挖掘工程的稳定性分析。
通过将基坑看作一个刚体，分析土体受力平衡条件，可以评估基坑的稳定性状况。
在土体坍塌、基坑支护结构选取等方面，极限平衡法为工程设计提供了重要的理论基础。
结论：刚体极限平衡法是一种用于分析土体和岩石稳定性的重要方法。
拱坝应力变形及坝肩稳定分析
2018，
14（6）：
1667-1675.
［3］李季，孔庆梅.高混凝土拱坝长期安全运行反馈分析［J］.
水利水电科技进展，2018，38（5）：15-21，47.
［4］孙金昌.浆砌石拱坝应力变形及坝肩抗滑稳定性分析
研究［J］.黑龙江水利科技，2019，47（8）：33-35，120.
及左右岸滑块三维有限元模型见图 1。坝体及基
岩材料参数值如表 1 所示。
2.2 计算荷载及工况组合
根据 SL 282-2003 规范选定：自重+正常蓄水
位及相应的尾水位+设计正常温降+扬压力+泥
沙+浪压力工况为计算工况。正常蓄水状态水库
水位为 1 071 m，下游水位为 989 m；坝体内上游设
有防渗帷幕和主排水幕，帷幕排水正常时取折减
从图 4 中可以看出，各曲线均是上凹型，说明
随着超载系数的增大，水平位移不断增大，但在超
度潜力，进而发现更有可能对坝体稳定构成威胁
的岩体。
载系数 K =3 时，各曲线均出现不同程度的斜率变
2）虽然 3 种计算方法侧重点不同，计算出的
化，可以认为在 K =3 时，位移开始发生突变，坝肩
安全指标所体现出的拱坝抗滑性能也不同，但得
稳定满足设计要求。
到的安全系数数值上相近，结果均可
工程建设与管理
2021 年第 6 期
东北水利水电
［参 考 文 献］
［1］李炳奇，张宇弛，李泽阳，等.基于坝—岩基—水耦合解
解析的坝肩动力稳定分析［J］.水利水电技术，2017，48
（3）：25-29，51.
［2］陈林，潘燕芳，刘小强.叶巴滩高拱坝抗震安全分析与
直溜水库拱坝坝肩稳定分析与基础处理
算 。本文 主要介 绍采用刚体极限平衡法计算坝肩稳定 的设计情况 ， 分析滑块结构面力 学指标 ｆｃ对稳定 的影响 ， 、 并
提供利用灌浆 提高坝肩岩体整体性及强度 的方案 ， 稳妥且 经济 ， 工方便 ， 中低型拱坝 的坝肩岩 体稳 定计算 能起 施 为
到一定 的参考作 用 。 关键词 拱坝坝 肩 坝肩岩体稳定 刚体极限平衡分 析法 滑块 固结灌浆
各部分 间 的相对 位 移 。
（ ）只考 虑滑 移 体 上 力 的 平衡 ， 考 虑 力矩 的 ２ 不
平衡 条 件 ， 为 后 者 可 由力 的 分 布 自行 调 整 满 足 。 认
般情 况下 。 肩 岩体是 由陡裂 面 、 床 附近 的 坝 河
缓裂面、 上游 的破 裂 面及 临空 面分割 成一 个滑移 体 ， 岩 体失 稳 时 ， 一般 是 沿 陡裂 面 与 缓 裂 面 的交 线 滑动
２０ ０ ８年 第 ６期
《 州 电 力技 术》 贵
（ 第 １８期 ） 总 ０
力 Ｖ， Ｈ和 Ｖ分 解 为平行 和垂 直 于破 裂面 交线 的 将 两 分值 ， 破 裂面 与轴 向力 Ｈ方 向相交成 ａ ， 设 角 则
系数 ” 。
刚体 极 限平 衡法 是 目前 国 内外 在设 计 中作 为判 断 坝肩稳 定 的最 常用 方法 。刚 体极 限平 衡法 中主要 核算 节理 ； 隙 、 裂 断层 、 弱夹层 的抗 滑稳 定 ， 软 在研 究 坝肩 抗滑 稳定 中也 有应 用 ， 刚体 极 限平 衡 法 是 主 但 要 的方法 ， 理论 上 较成 熟 ， 规 范推荐 采用 的方 法 。 是
用 在岩 体上 的力 系 为 定值 。要 取 消 这一 假 定 ， 将 就
使 计算 大 为复杂 ， 目前 尚无 简单合 理 的算 法 ， 而根 据 这个假 定所 得 的成 果 偏 于 安 全 的 ， 当 于 安 全 系数 相
水利水电专业案例真题精选2
水利水电专业案例真题精选2水利水电专业案例真题精选2单选题（共44题，共44分）1.某水电站多年平均水位，建库后水库区河道平均水面面积为11.5km2，建库前水库区河道平均水面面积为2.4km2，年均水面蒸发量为1340mm，年均降雨深为1350mm，年均陆面蒸发量为630mm，求建库后多年平均年额外蒸发损失量接近以下哪项（）A.1219万m3B.931万m3C.646万m3D.573万m32.某年调节水电站相应设计保证率的日调节瞬时下泄流量如下表，航运要求下游拟建反调节梯段，并按固定流量60m3/s下泄，求反调节水库的最小调节库容最接近以下哪项（）逐时（24小时）下泄流量表（单位：m3/s）A.2860万m3B.1310万m3C.1030万m3D.1000万m33.水电站正常蓄水位已定时，随着死水位的降低，电站多年平均发电量、保证出力的变化趋势为以下哪项（）A.多年平均发电量、保证出力单调递增B.多年平均发电量单调递减，保证出力单调递增C.多年平均发电量、保证出力单调递增，后单调递减D.多年平均发电量单调递增，后单调递减，保证出力单调递增4.某低水头电站经动能计算和调洪计算，上下游最大、最小水位差为20m和3.0m，扣除相应工况最大过水能力的输水水头损失后，最大、最小净水头为19m和1.5m；选用贯流式机组，该机组适应水头范围为25～3m，本电站最大、最小特征水头分别取多少（）A.19m和1.5mB.25m和3mC.19m和3mD.20m和3m5.在引水式水电站径流调节计算时，应考虑扣除的水量一般为以下哪项（）A.水库蒸发损失、水库渗透水量B.水库蒸发损失、水库渗透水量、坝下游河道基本用水C.水库渗透水量、增加的蒸发损失D.水库渗透水量、增加的蒸发损失、坝下游河道基本用水6.某泵站前池最低水位、设计水位、最高水位分别为10.0m、11.0m、12.0m；出水池最低水位、设计水位、最高水位分别为120.0m、121.0m、122.0m，各工况泵站水头损失均简化按1.5m计，泵站的设计扬程、最高扬程符合下列哪一选项（）A.111.5m、113.5mB.110.0m、111.5mC.110.5m、111.5mD.110.0m、113.5m7.某水电站厂房进水口位于一南北向沟谷中，边坡为逆向坡，坡度50°，工程区为单斜构造，地层为薄层页岩，岩层倾向NE80°，边坡下部岩层正常倾角75°，坡顶岩层倾角变为40°。
拱坝稳定计算理论方法论述
拱坝稳定计算理论方法论述作者：崔佳佳来源：《城市建设理论研究》2013年第15期摘要：拱坝在施工期间与运行期间均有不同程度的开裂情况，有些裂缝的出现严重影响了拱坝的安全，甚至是溃坝的前兆，而有些裂缝的出现改变了拱坝的应力结构，释放了超限的应力从而改善了拱坝的应力状况。
所以，检查拱坝是否开裂并对开裂坝体进行裂缝成因及修补措施分析的关键是计算坝体应力应变、复核坝体抗滑稳定性。
拱坝坝肩坝基抗滑稳定分析有许多方法，常用三种主要的分析方法有刚体极限平衡法、模型试验和有限元法。
关键词：拱坝稳定理论中图分类号： TV642.4 文献标識码： A 文章编号：随着计算机广泛应用于自然科学和有限元方法的不断成熟，有限元法应用更加广泛，特别是在大、中型水利工程中已经成为不可替代的有效方法。
1刚体极限平衡法与其他分析坝肩抗滑稳定的方法相比，刚体极限平衡法理论成熟、概念清晰、计算简单，为过去和现阶段的工程所普遍采用，也是目前规范规定采用的方法。
在刚体极限平衡法中，有二维和三维两种计算方法：二维抗滑稳定分析即局部稳定分析，一般是取任一高程单位高度的拱圈，并将每层拱圈对应的坝肩抗力体岩石沿垂直方向切取单位高度，或沿水平方向切取单位宽度进行计算研究。
因此，如果以该法计算的各高程拱圈均能独立维持稳定，则拱坝坝肩的整体稳定当更无问题。
反之，少数拱圈的稳定性不足，并不意味着拱坝一定不安全，而应该进一步研究拱坝的整体稳定性是否满足要求。
三维抗滑稳定分析即整体稳定分析，该法是从坝肩被断层、节理、裂隙分割的整个岩石块体群中，人为地取出若干被判定为有可能滑动的块体进行力学分析计算，然后比较其安全系数值，取最小的一个作为坝体的安全系数。
该方法力学概念清晰，与二维方法相比，能更全面的体现出拱坝受力条件与地质薄弱面分布的复杂性，因此三维刚体极限平衡法使用更多。
在傅作新教授提出的拱坝的上滑稳定分析的改进方法中，也使用了刚体极限平衡法[21]，总体而言，刚体极限平衡法是一种传统的稳定分析方法，其理论成熟、概念清晰、计算简单，为过去和现阶段的工程所普遍采用，但是该方法计算比较粗略，引入较多假定，采用的岩体物理力学模型属于“刚塑性”，因此，在拱坝坝肩稳定分析方面还有其不足之处[1]。