堤坝快速降水的三维模拟(Multi-Stage Rapid Drawdown)
1 引言
2 快速降水分析方法
快速降水的分析方法共有四种：(1) 快速降水对堤坝稳定性的研究工作始于Lowe and Karafiath提出的算法[(1960) Stability of Earth Dams Upon Drawdown]，其核心是使用未降水前的不排干内摩擦角计算降水后的内摩擦角和粘结力；(2) Army Corps of Engineers[(1970) Engineering and Design – Stability of Earth and Rock Fill Dams] 使用两线段代替了原始的一线段，使得设计方法趋于保守; (3) Duncan, Wright and Wong[(1990) Slope Stability during Rapid Drawdown]在Lowe and Karafiath工作的基础之上，进行了第三阶段的计算，在这个阶段，计算每个slice底部的有效应力，如果排干抗剪强度小于不排干抗剪强度，那么就使用排干抗剪强度进行计算。这三种方法都属于Multi-Stage RD方法；(4) 有效应力法，即B-Bar方法。为了进行快速降水计算，需要输入降水之前和降水之后的水位。
3 项目设置
在项目设置中，选择"Rapid Drawdown Method"，然后选择Duncan(1990)方法，不排水强度插值方法Duncan(1990)。
当打开快速降水后，所有材料的地下水将改变到"Water Surfaces"。
4 不排水材料性质
在Rapid Drawdown面板内，选择剪切强度包络线类型，输入粘结力和内摩擦角的值，如下图所示。
5 计算结果
坝体的安全系数FOS=1.06，临界滑动面位于坝体的上游一侧。
6 参考
[1] Duncan, J. M. and Wong, K. S. (1983) Use and Mis-use of the Consolidated-undrained Triaxial Test for Analysis of Slope Stability During Rapid Drawdown. Paper Prepared for 25th Anniversary Conference on Soil Mechanics, Venezuela.
[2] (2022) Slope geometry optimization considering groundwater drawdown scenarios at an open-pit phosphate mine, southeastern Brazil.
