重力坝安全稳定性一直是重力坝设计、运行和管理中的关键性问题。广东省飞来峡水利枢纽是北江干流入平原的最后一级,以防洪为主,兼有航运、发电等多目标综合利用的水利工程,枢纽安全对保护广州市、清远市、珠江三角洲等经济发达地区的安全十分重要。论文分别运用刚体极限平衡法和弹塑性有限元法全面分析评价了该枢纽工程中4~#排漂坝段的安全稳定性,并对其安全监控指标进行了初步研究。 本文共分九章。第一章介绍了论文选题的依据及意义,总结分析了国内外重力坝稳定性问题的研究方法及各自特点,并结合飞来峡水利枢纽实际情况,提出论文的研究内容。 第二章简要介绍了有限元法的基本原理,混凝土材料的屈服准测及本构关系,为后面的研究提供了理论基础。 第三章运用弹塑性有限元法计算分析了4~#排漂坝段在各种设计工况下,应力、位移及点安全系数的分布规律和工作状态。并且基于刚体极限平衡法研究了大坝的抗滑稳定安全性。 第四章至第六章分别运用强度储备法、超载法及综合法对4~#排漂坝段在各种工况下运行的稳定性进行了全面的计算分析,系统地研究了该坝段的失稳破坏过程及机理,更进一步对该坝段的抗滑稳定性进行了分析。 第七章是为了考察帷幕及排水管对减小渗透压力的作用及失效的影响,在正常蓄水位工况和上游水位平坝顶工况下,在其它条件均不改变、仅改变扬压力,即逐渐增大排水管处渗透系数直至帷幕和排水管完全失效(此时扬压力呈直线分布)依次进行应力变形及稳定分析。 第八章综合分析了以上计算分析成果,运用多元回归统计分析方法,分别建立了4~#排漂坝段处于局部屈服、临界失稳、失稳破坏状态下的安全监控指标。通过大量的多方法的有限元计算分析,并依据大坝失稳过程的发展阶段来统计回归安全监控指标,这一工作在国内外尚属首次。同时,也为飞来峡水利枢纽防洪辅助决策和安全运行提供了重要的安全判断依据。 最后,对全文进行总结,提出了可供飞来峡水利枢纽安全管理参考的重要意见,同时提出了研究中存在的问题及今后还需进一步开展的工作。