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重力坝是一古老而现在应用仍很广泛的坝型之一,据不完全统计,在水电站中占有相当比例。水工结构设计方法经历了容许应力(单一安全系数)法、破损阶段(荷载系数)法及从概率可靠性角度出发的极限状态法。水工建筑物设计长期以来采用单一安全系数法,未考虑实际荷载和材料的不确定性;不能保证不同结构具有比较一致的可靠度水平;安全系数根据经验确定,对不同结构难免有主观随意性,不尽合理,为此发展了一门新的学科可靠度分析。 文章介绍了重力坝传统的分析方法:材料力学法和有限单元法。简介结构可靠度分析方法的基本概念和原理,建立了适用于重力坝的抗滑稳定极限状态方程。 详细探讨可靠度分析中相对精确的蒙特卡罗法并借助ANSYS有限元分析软件的可靠度分析(ProbDesign)模块,考虑重力坝坝体不同分区和地基的容重、弹性模量、泊松比、抗剪断摩擦系数和粘聚力及上下游水位和扬压力强度系数等有变异时,重力坝坝基面及层间结合面稳定安全系数的可靠度如何变化。可靠度经关系式转换为可靠指标与规范比较,大于规范允许值,说明此种计算方法的合理性。 论文在计算实例分析时,利用ANSYS的APDL参数化语言编写,简单明了,便于交流,通用性强,稍加改进就可用到别的重力坝中,有一定的先进性。 由于结构可靠度分析影响因素较多,有些尚未考虑到的因素,比如泥沙压力、浪压力的变异等,望别的学者继续研究,以求为水工建筑物的设计做出有益的结论。