稳定性介绍再比如,一片草地上发生火灾后,第二年就又长出茂密的草本植物,动物的种类和数量也能很快恢复。对一个生态系统来说,抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反的关系。
抵抗力稳定性较高的生态系统,恢复力稳定性就较低,反之亦然。例如,森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统的高,但是,它的恢复力稳定性要比草原生态系统低得多。热带雨林一旦遭到严重破坏(如滥砍滥伐),要想再恢复原状就非常困难了。
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与传统的铁路电力调度相比,电气化下的铁路电力运行控制,更为集中统一,也更为复杂。各种发电、变电、输电配电和用电设备,在同一瞬间,按着同一节奏,遵循着统一的规律,有条不紊地运行着。铁路电力调度的控制目标就是始终保持铁路电力系统的正常运行,安全可靠地向铁路部门提供合乎质量的电能;在电力系统发生偶然事故的时候,迅速切除故障,尽早恢复铁路电力系统的正常运行。
1.1支撑平台子系统支撑平台是整个系统的最重要基础.有一个好的支撑平台,才能真正地实现全系统统一平台,数据共享。支撑平台子系统包括数据库管理、网络管理、图形管理、报表管理、系统运行管理等。
1.2SCADA子系统包括数据采集,数据传输及处理,计算机与控制,人机界面及告警处理等。
1.3PAS子系统包括网络建模、网络拓扑、状态估计、在线潮流、静态安全分析、无功优化、故障分析及短期负荷预报等一系列高级应用软件。
1.4调度员仿真培训系统(DTS)包括电网仿真、SCADA/EM系统仿真和教员控制机三部分。调皮员仿真培训(DTS)与实时SCADA/EMS系统共处于一个局域网上,DTS本身由两台工作站组成,一台充当电网仿真和教员机,另一台用来仿真SCADA/EMS和兼做学员机。
1.5AGC/EDC子系统自动发电控制和在线经济调度(AGC/EDC)是对发电机出力的闭环自动控制系统,不仅能够保证系统频率合格,还能保证系统间联络线的功率符合合同规定范围,同时,还能使全系统发电成本最低。
1.6调度管理信息子系统(DMIS)调度管理信息系统属于办公自动化的一种业务管理系统,一般并不同于SCADA/EMS系统的范围。它与具体电力公司的生产过程、工作方式、管理模式有非常密切的联系、因此总是与某一特定的电力公司合作开发,为其服务。当然,其中的设计思路和实现手段应当是共同的。
系统采用三网机制。主网为l00M平衡负荷双网,由智能化100M堆栈式交换机来连接系统服务器和主网计算机节点。双主网均可提供多口的100M交换能力并可进行扩展。两台系统服务器选用RISC(精简指令集计算机)64位机,并配有磁盘阵列,以实现服务器的热备用以及信息的热备份。各工作站也优先选用64位机,都能从硬件上支持100M双网或多网运行并支持标准商用数据库,又能集成其它符合国际标形的实时数据库。工作站系列产品使用寿命长,易于扩充升级。主网各节点,依其重要性和应用的需要,可选用双节点备用、多节点备用或共享方式运行。主网双网配置可实现负荷热平衡及热备用双重使命。在双网均正常情况下,双网自动保持负荷平衡。当其中一网故障.另外一网就完全接管全部的通信负荷,在单网方式下亦可保证系统100%可靠性。系统通过MIS服务器或网桥与电力公司管理信息系统MIS连接,通过插入第三网来隔离连接MIS系统。还可以通过网络交换机与配电调度自动化系统相连。
2.1系统服务器系统服务器运行Sybase商用数据库管理系统,负责保存所有历史数据、登录各类信息:各种电网管理信息、地理信息系统(GIS)所需的多种信息、各类设备信息和用户信息等。其强大的数据库管理功能可方便用户查询和统计各种数据。
2.2SCADA工作站SCADA工作站为双机热备用,主要运行SCADA软件及AGC/EDC软件,完成基本的SCADA功能和AGC/EDC控制与显示功能。SCADA工作站通过2组终端服务器接收各厂站RTU信息。两组终端服务器直接挂在网上,实现双机、双通道的自动/手动切换,承担前置系统信息处理以及网络信息流优化功能。
2.3PAS工作站PAS是各种电力系统高级应用软件的简称。PAS工作站用于各项PAS计算以实现各项PAS功能,如潮流计算、短路计算等,并保存PAS的计算结果,如某些结果需历史保存、则同时保存到商用数据库中的历史数据库中。
2.4调度员工作站调度员工作站承担对电网实时监控和操作的`功能,实时显示各种图形和数据,并进行人机交互,实现功能调用。其实,在主网的每个工作站上都可以显示SMA数据、PAS数据、DTS数据、DMS数据及GIS数据,但其它工作站没有对电网进行操作控制的权限。
2.5配电自动化工作站配电自动化工作站完成配电自动化管理功能,其地理信息系统(GIS)功能极强。
2.6DTS工作站DTS是调度员仿真培训的简写。最好用两台机,一台为教员机,另一台为学员机,可通过图形界面进行直观操作。也有用一台机进行仿真培训的。
2.7调度管理工作站调度管理工作站负责与调度生产有关的计划和运行设备的管理。
2.8电量管理工作站电量管理工作站实现电量的自动查询、记录、奖罚电量的计算等功能。
2.9网络网络是分布式计算机系统的关键部件,系统采用高速双网结构,保证信息能高速可靠传输,集中器(hub)可灵活配置,既可以采用高速以太网交换机,也可以来用堆栈式高速hub等。网络还配有路由器实现x.25通信协议,能方便地与广域网互连或与其它计算机网络进行通信,也可与上级或下级调度交换信息。
3.1操作系统采用UNIX操作系统,它是一种多用户,多任务的网络操作系统,其先进的进程调度策略和占先内核技术,保证了实时性要求,井有很强的内存保护机制。任何一个进程决不能访问到非法地址。UNIX是安全性最高的操作系统,可以不受病毒侵害。现有微机上所有病毒都不会感染到UNIX操作系统的机器上,不会因感染病毒导致网络崩溃。网络通信采用TCP/IP协议,它是目前使用最多,也是最安全的协议之一。
3.2系统软件数据库采用目前效率最高、采用客户/服务器(Client/Server)模式的Sybase商用数据库管理系统;图形采用Motif界面;核心程序全部采用面向对象的程序设计语言C++编写;集成Excel作为制表工具,可方便地生成图文并茂的图形报表;提供x.25通信协议,可方便地与广域网通信,或与上/下级调度交换信息;提供多媒体功能,具有语音编辑和图像显示功能。
对铁路电力调度这种大型的开放式的分布式系统,软件结构要求开放、通用、模块化。系统采用的软件均为国标通用软件,符合国际标准,便于与其它系统互联。系统软件分为三层:数据层、程序层和通信管理系统层。
(1)数据层主要包括实时数据库、历史数据库以及它们的存储历程。实时数据库分布于各台计算机中,支持数据的实时图形显示;历史数据库存干两台系统服务器中,互为热备用,用于保存历史数据、各种登录数据和电力系统各种参数。
(2)上层应用程序主要实现电力系统的各项功能,如SCADA、PAS、DTS等,并提供良好的人机接口和管理工具,方便用户使用。
(3)通信管理系统用于网络的管理及通信任务的管理,它对上层应用程序屏蔽具体的网络细节,保证通信进程之间实现高速、可靠和标准的通信。这些通信进程可能在同一台机器上,也可能分布于多台计算机中。
电气化下的铁路调度系统采用自动化设备和以及智能系统,符合铁路行车向着高速、大密度方向发展的客观需要,也是铁路电力系统发展的必然趋势。因此,广大铁路电力工作人员任重道远,建设性能更稳定、功能更强大、更开放、更容易扩展的电力调度自动化系统,实现管控一体化。
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1、上课前组织学生自制生态瓶活动,有利于锻炼学生的实验操作能力。也使合作精神和创新意识等方面得到了提高。
2、上课时通过对自制生态瓶的观察质疑,激发了学生的求知欲,从而创设了良好的学习氛围。从一开始就紧紧的抓住了学生,课堂上可以看到学生跃跃欲试的情景。
3、新课教学中将学生这种情绪引导到对教材活动资料的分析上来,凯巴森林中大多数肉食动物被捕杀而黑尾鹿数量先增后降的现象再次引发学生思维冲突,情绪再次被提升。
4、课堂中一系列的问题将学生思维引向深入,实现了从感性向理性、从具体到抽象的飞跃。学生思维处于积极的状态,实现了课堂的高效性。
5、角色扮演的活动将课堂推向了高潮。学生经历了知识建构的洗礼,较好的情感体验从而有一种心身愉乐的感觉。
6、本节课的概念教学运用了‘先填材料,后加框’的模式,检测中发现效果较好,
7、角色扮演活动课前进行了预演,课堂上秩序较好,效果明显。解决了‘活而不乱’的难题。
8、整节课教师讲的少,引导参与的多,体现了学生为主体的新课改理念。
课堂教学中发现存在以下问题:
1、约20%的学生没有参与完成生态瓶的'制作,部分学困生阅读、分析、概括能力差,参与意识不强,注意力不集中。
2、发现部分学生解读图表和综合运用知识能力欠缺。
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今天我翻阅《小学数学教师》(2008第10期)时,看到了题目为《红领巾没有稳定性吗》的文章,令我受益匪浅。
说实话,初看这个题目时,我有些困惑,平时我们说三角形具有稳定性,这个三角形的模式似乎局限在某种框架之内,如自行车的三角架、房屋上的人字屋架、自制三角形框架等,而忽略了小学生的常戴之物“红领巾”,红领巾有没有稳定性呢?带着这样的困惑,我一口气读完了这篇文章,明白了真相后,忍不住写下了自己的感受。
平时听“三角形具有稳定性”这一特征教学的教研课,包括我自己教学这一课时,都是通过学生自制三角形框架和四边形框架进行拉扯对比抽象出它的稳定性,其实真正意义上来看,我们大家都对这个稳定性存在一些误区,教材定义稳定性:“用三根木条钉成一个三角形,用力拉这个三角形,这个三角形的形状不会改变。可见,三角形具有稳定性。
”受教材的影响,很多教师在教学时引出的稳定性都是因三角形拉不动,不变形了,四边形拉得动,变形了。无意中给学生造成判断图形是否具有稳定性是看“拉得动,拉不动”,这样是错误的,假设钢管焊成的四边形就拉不动,能说四边形具有稳定性吗?也就是说,理解三角形的稳定性本质上是:
三角形三条边长度确定,其大小,形状唯一,这才是三角形的稳定性。教学时可借三根牙签摆一个三角形后,要求用这三根牙签还能摆出其它形状的三角形吗?引出稳定性,再利用自制三角形框架和多边形框架验证,发现多边形虽然边长确定,但它的形状、大小可改变不确定,从而加深学生对三角形稳定性的理解。
这样,就会有人因为红领巾很容易揉搓换而说红领巾不稳。
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【摘 要】 为了确保高速公路的安全,采取经济有效的加固防护工程措施和正确进行高边坡稳定性分析是高边坡设计的两个重要方面。本文阐述影响边坡稳定性的因素,结合某山区高速公路路堑高边坡工程实例,对该边坡原有防治措施及施工过程中出现的问题进行分析评价,为类似的工程提供一定的设计和施工借鉴经验。
随着我国高速公路建设的发展,高速公路逐渐向山区发展。在山区高速公路工程建设过程中,作为连续带状建筑物,高速公路将不可避免地会完整穿越或部分穿越山体。其中部分穿越山体的路段需要对山体进行开挖,开挖后将形成高陡边坡,致使山体边坡应力重分布。根据以往工程经验,高陡路堑边坡可能会出现变形破坏,如滑动、边坡崩塌等,这将增大公路建设的工程总投资,甚至延误施工进度及工期,并影响日后运营安全。因此,对深挖路堑边坡的稳定性及防治措施的效果进行分析评价就有着非常重要的意义。本文以某高速公路软质岩高边坡为例,对软质岩深挖路堑的稳定性及防治措施进行简要分析,希望对类似的工程能够提供一定的借鉴经验。
一个边坡的失稳往往是多种因素共同作用的结果,我们通常将导致边坡失稳的这些因素归结为两大类。一是外界力的作用破坏了岩土体原来的应力平衡状态,如路堑或基坑开挖、路堤填筑或边坡顶面上作用外荷载,以及岩土体内水的渗流力、地震力的作用等,改变原有应力平衡状态,使边坡坍塌;另一是边坡岩土体的抗剪强度由于受外界各种因素的影响而降低,促使边坡失稳破坏,如气候等自然条件使岩土时干时湿、收缩膨胀、冻结融化等,水的渗入、软化效应、地震引起砂土液化等均将造成强度降低。
边坡是否稳定受多种因素的影响,主要有:
(1)岩土性质。岩土的成因类型、组成的矿物成分、岩土结构和强度等是决定边坡稳定性的重要因素。由(密实)坚硬、矿物稳定、抗风化性好、强度较高的岩土构成的边坡,其稳定性一般较好;反之就较差。
(2)岩体结构。岩体的结构类型、结构面形状及其与坡面的关系是岩质边坡稳定的控制因素。岩层的构造与结构的影响,表现在节理裂隙的发育程度及其分布规律、结构面的胶结情况、软弱面和破碎带的分布与边坡的关系、下伏岩土界面的'形态以及坡向、坡角等。
(3)水的作用。水文地质条件的影响,包括地下水的埋藏条件、地下水的流动及动态变化等;水的渗入使岩土体质量增大,岩土因被软化而抗剪强度降低,并使孔(隙)水压力升高;地下水的渗流将对岩土体产生动水力,水位的升高将产生浮托力;地表水对岸坡的侵蚀使其失去侧向或底部支撑等,这些都对边坡的稳定不利。暴雨、长期降雨以及融雪过后,边坡岩土体含水量增加甚至饱和,致使边坡岩土体强度降低,坡体下滑力增大,滑动面的抗滑力减小,从而导致边坡失稳。
(4)风化作用。风化作用使岩土体的裂隙增多、扩大,透水性增加,抗剪强度降低。风化作用的影响,气候引起岩土风化速度、风化厚度以及岩石的机械、化学变化,同时引起地下水(降水)作用的变化。
(5)地形地貌。临空面的存在以及边坡的而高度、坡度等都是直接与边坡稳定有关的因素。平面上呈凹形的边坡较呈凸形的稳定。如边坡的高度、坡度和形态等;
(6)地震。地震作用除了使岩土体增加下滑力外,还常常引起孔隙水压力的增加和岩土体的强度的降低;另外,人类活动的开挖、填筑和堆载等人为因素同样可能造成边坡的失稳。
某山区高速公路ZK24+860~ZK25+080段左侧中风化砂岩挖方边坡长220m,最大挖方高度约53m。
拟建道路ZK24+850~ZK25+100段左侧挖方边坡岩层呈单斜状产出,岩层产状210°∠35°。经对岩体露头进行裂隙调查统计,主要发育两组构造裂隙:
(1)组裂隙,产状为221°∠58°,微张~闭合,裂面附铁质膜,延伸大于1.1~2m,间距为0.30~1.00m;
(2)组裂隙,产状为95°∠52°,微张~闭合,无充填,延伸1.00~1.50m,间距为0.50~1.10m。
勘察区主要地层为第四系全新统残坡积层(Q4el+dl)的粘土。下伏基岩为三叠系中统百逢组(T2b)砂岩。现由新至老,从上到下分述:
(1)粘土:褐色,可塑状,主要由粘土夹碎石组成,碎石粒径10~50mm,含量约占20%,稍密,稍湿。
(2)三叠系中统百逢组(T2b)砂岩。
砂岩:灰绿色~灰色,细~中粒结构,中厚层状构造。主要矿物为长石等,泥质胶结,岩体较完整,岩芯呈碎块状,属软岩。
线路左侧的边坡为挖方边坡,最大挖方高度为53m,边坡的稳定性分析如下:
由赤平投影图分析(详见图1),线路走向202°左右,与岩层倾向(210°)大角度相交,为切向坡,无外倾结构面,边坡的稳定性受岩体强度的控制。
考虑到该段边坡以上的实际情况,对边坡采用加设锚杆、锚索框架梁加固,并对加固后的边坡稳定性进行验算,为了简化计算过程,容重饱和状态下取23kN/m3。采用圆弧滑动、折线滑动和层面滑动稳定分析方法,滑动面参数的验算安全系数正常工况时取1.25,考虑地震的工况II时取1.1,据此对放缓坡率后的边坡稳定性进行验算,经验算,加固后的边坡均能满足边坡整体稳定性的要求。
在施工过程中,该段边坡整体稳定性较好,没有出现整体滑塌的情况或趋势,但边坡局部出现多次塌方的情况:第一次塌方,边坡已开挖至第二级边坡,边坡加固也同边坡开挖一起进行施做,塌方段落沿第三级平台往下垮塌,已施做的锚索框架梁下出现脱空的现象;第二次塌方,在第一次塌方还未治理完时,经历了一场大雨之后,该部位再次发生塌方,段落内沿第三级平台往下全部垮塌,已施工的锚索框架梁也因下部掏空而断裂破坏。 分析该段边坡塌方的原因,均与降雨有关,每次塌方均发生在降雨的时候。
在影响边坡稳定的诸多因素中,水对边坡的影响也是一个极其重要的因素,但往往会被人们淡化,甚至被忽略。水对边坡的影响主要表现在两个方面:
(1)地下水影响。地下水是影响边坡稳定的一个重要因素,通常与大气降水、地面径流密切相关。它的作用是在岩体裂隙中产生静水压力和动水压力,减小摩擦力和增加岩体的下滑力。此外,地下水沿岩体结构面长期渗流,对于结构面的泥质物起到软化作用,降低岩体强度。
减少地下水影响的常用措施:用截水沟拦截大气降水的地表径流,用排水沟疏导地表水,用疏水廊道引排地面水流或在边坡表面打水平钻孔排泄边坡内部的积水等。
(2)降雨对边坡的影响。对边坡而言,降雨的不利作用主要表现在降低岩体强度、抬高地下水位和加大边坡内孔隙水压力三个方面。
对于岩质边坡的稳定性来说,起控制作用的是岩体结构面的强度。水的介入对硬质结构面的强度并无多大影响,主要影响软弱结构面。软弱结构面遇水后,充填的软弱物进一步软化,其抗剪强度则显著降低,从而导致边坡失稳。在强风化带和软弱岩层区,灾害性滑坡常常发生。
一次降雨量使山体地下水位升高的幅度与水文地质条件有密切关系。在有些条件下,地下水位能大幅度升高,而在另一些条件下,水位升高可能极为有限。一般来说,当岩体不是特别厚,山坡较缓且地下水位在弱风化层以上时,由于岩体孔隙率大,水位上升需要更多水分供给,同样的降雨条件,水位上升幅度小。同时由于裂隙发育,岩质破碎渗透系数大,水位升高后很容易排走。
降雨使得地下水位上升,使边坡内孔隙水压力加大。强度超过入渗率的降雨历时越长,孔隙压力也越大。虽然这一孔隙压力是暂态的,降雨停止后能以较快的速度消散,但如果量值较大,则对边坡稳定的影响不容忽视。
该段边坡出现的两次局部塌方均与降水有关,两次塌方均发生在降雨的过程中。
(1)高速公路挖方路堑边坡防护中,在保证边坡整体的稳定性的前提下,边坡的局部稳定性也必须予以重视;(2)水对边坡的影响是至关重要的,设计时,必须要充分考虑降水、地下水等水体对边坡可能造成的破坏,并提出相应的防治措施;(3)施工人员应结合设计文件,并根据施工现场的具体情况,及时作出应对措施,认真、及时地施做各种防排水设施,使地表、地下水及降水尽快的排出坡体,以减少水对坡体的破坏作用,保证边坡的稳定;(4)在地下水或雨水丰富的区域,路堑边坡的防、排水设施必须与边坡同步施工。
参考文献:
张先良,李夕兵.边坡稳定性分析研究.西部探矿工程,2009(2):1-2.
田华.影响边坡稳定的因素分析.山西水利,(3):63,75.
杨金灿.土质边坡变形及稳定性的影响因素分析.海峡科学,2009(2):44-46.
蒋鹏飞,李志勇,舒安平等.公路边坡防护技术.人民交通出版社,(1):7-8.
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弹性恢复力是什么
弹性恢复力是指弹性物体因外力产生形变后的恢复力,简称弹力。
弹性体在外力作用下变形产生的恢复力。弹性力的特点是它对变形物体所做的功不转化为热能,而是转化为势能。弹性力是一种保守力。物体中任意两个粒子相对位置的变化称为物体的变形。
物体的变形很小时,弹性力与粒子在物体中打开平衡位置的位移成正比。弹性力f的方向指向质点可以恢复到平衡位置的方向。形变也存在于物体内部,因此物体内部的各部分间都有弹性力相作用。
扩展资料弹性恢复力的本质
弹性的本质主要通过分子间的相互作用。当物体被拉伸或压缩时,分子之间的距离会改变,这样分子的相对位置就可以打开或关闭。因此,分子间的吸引和排斥是不平衡的,会有吸引或排斥的趋势。
这些分子之间的吸引或排斥的总效应是宏观观察到的弹性。如果外力太大,分子间的距离拉得太远,分子就会滑到另一个稳定的位置。即使外力被消除,分子也不能回到原来的位置,永久变形也会保留下来。
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根据层面、坡面及节理裂隙赤平投影分析(图2),J1、J2对左岸边坡稳定性不起控制作用,其稳定性主要受J3控制,受卸荷作用的影响,在左岸J3以倾北东方向(产状为NW290°~335°/NE∠70°~80°)为主。受此外倾结构面的控制,边坡前缘的强风化、强卸荷岩体属潜在不稳定块体,在暴雨、地震等作用下,可能失稳而发生崩塌、掉块。
从岩体力学的观点来看,岩体边坡的破坏不外乎剪切和拉断两种形式。大量的野外调查资料及理论研究表明,绝大部分岩体边坡的破坏均为剪切滑动破坏。研究滑动破坏问题的关键在于研究滑动面的形态、性质及其受力平衡关系[1]。同时,滑动面的形态及其组合特征不同,决定着要采用的具体分析方法的不同。金佛山左岸岩质边坡的变形发育主要在坡脚平缓结构面,向坡前临空方向产生缓慢的蠕变性的滑移。上部岩性为块状灰岩,岩体坚硬,厚度大,底部为粉砂岩夹页岩,岩性相对软弱,存在易压缩变形的特点。针对相对较软弱的粉砂岩层,增加了钻孔,采用孔内全断面成像方法,查明对应层位深度分别为57.8~62.8m和93.5~98.5m,确实存在相对软弱、破碎的粉砂质页岩层,为软弱夹层,属滑坡体深部潜在软弱面,目前尚未完全贯通形成滑动面。上部为崩坡积土层和强风化岩块等,中、下部以弱风化粉砂岩、页岩岩体为主,掺杂有强风化、强卸荷岩体,部分岩体看似完整,但产状凌乱,局部还有架空现象。因此,认为左岸岩质高边坡是潜在滑坡,是一个深层、顺层、复合机制成因的滑坡,下部为顺层牵引-塑流性质、上部为压致拉裂推移式。
对重庆市金佛山水利工程坝址区左岸岩质高边坡稳定性采用有限元强度折减法,分析天然、开挖、加固状态的边坡稳定性。饱和状态模拟开挖前后遇强降雨的土体饱和情况,加固之后考虑竣工期和蓄水期两种情况。据王俊杰,等[2]提出的边坡简化计算方法和陈锦璐,等[3]在网格、边界条件对有限元计算结果的影响分析研究,将边坡剖面简化并划分网格,如图3。
结构模型采用摩尔库伦屈服准则,采用非关联流动法则(剪胀角φ=0)。屈服准则假定:作用在某一点的剪应力等于该点的抗剪强度时,该点发生破坏,剪切强度与正应力呈线性关系。摩尔库伦模型是基于材料破坏时应力状态的莫尔圆提出的,破坏线是与莫尔圆相切的直线,强度准则为:=c-σtanφ(1)式中:为剪切强度;σ为正应力;c为材料黏聚力;φ为材料内摩擦角。相应的计算参数见表1。
目前,判断边坡失稳破坏的标准通常包括:有限元数值计算的不收敛、塑性区的贯通、广义剪应变的贯通等[4]。吕庆,等[5]认为在小应变假设中用数值计算不收敛作为判据,但是,计算不收敛的原因比较多,如荷载过大,计算单元有奇异等。因此,以此为判据适用范围有一定的限制。栾茂田,等[6]建议采用塑性应变贯通作为判据,以此作为判据时主观因素占很大成分,未排除弹性塑性应变的影响,破坏界限比较模糊。分析边坡失稳破坏的主要特征可知,不管其内部的变形机理是广义剪应变还是塑性应变,其最终结果是产生位移,位移是边坡内部作用的外在表现。滑动主要是由剪应变和位移造成的。随着强度参数的不断折减,边坡上的`位移矢量和剪应变不断向坡脚处增大,因此,以坡顶特征点位移突变为失稳判据,意义明确,界限清晰。
各工况有限元强度折减法计算得到的安全系数见表2。鉴于方案1的安全系数最小,笔者给出了该方案的强度折减系数与坡顶位移的变化曲线(图4),塑性应变云图、位移等值线云图(图5)。图6为边坡开挖后天然含水与饱和状态时的塑性应变云图。图4表明,折减系数在1.42时发生坡顶的位移矢量的突变,此后,位移陡增,表明此时塑性区已经贯通,开始滑动,当安全系数为1.42时处于临界状态。因此,以此作为安全系数,概念、意义明确。图5显示,金佛山左岸岩质高边坡具有圆弧-折线的潜在滑动面,形态由底部的条状带页岩控制,滑坡体前缘及浅层岩体变形强烈。下部为顺层牵引-塑流性质、上部为压致拉裂推移式,是一个深层、顺层、复合机制成因的潜在滑坡。边坡岩体随变形发展,平行临空面的裂隙容易被拉开[7],在遇到沉积岩的岩层分界面时,裂隙被岩层结构面分割。在薄弱、结构有突起的部位,形成应力集中区和近似平行于坡面的台阶状裂隙。最终,薄弱裂隙连通、岩体滑动。以1∶0.3的坡比折线形开挖岩体表面强风化和弱风化的部分岩体。开挖后天然和饱和状态的安全系数分别为1.73和1.62。图6显示,饱和后土体软化[8],整个塑性区包围的岩体增大,潜在下滑岩体增大。天然状态时潜在滑弧在前部形成直线段,塑性区离开挖后的临空面较近,表部卸荷岩体容易形成裂隙而最终达到整体的塑性区贯通。临空面上岩体卸荷回弹,坡顶的后部产生张拉裂缝,在雨水入渗作用下,由于裂隙底部的岩体渗透系数小,排水不畅,静水压力作用于裂隙面,增大了下滑力,这往往是暴雨后岩质边坡容易产生破坏的重要原因[9]。
鉴于上述分析,建议清除表层强风化、强卸荷岩体,开挖坡度应小于外倾结构面的最小倾角并保护好开挖面,及时锚喷支护。岩质高边坡的上部还存在韩家店组(S2h)的页岩,以黏土矿物为主,抗风化能力差。在天然含水量的情况下新鲜岩石层面结合尚牢,遇水软化,湿水后易崩解。因此,建议上部采用10cm厚混凝土喷锚支护,下部有宽张裂隙带J2,是岩体风化和卸荷的产物,有方解石填充,采用锚杆锚固,并用自密实混凝土填充,保证岩体的完整性,防止此卸荷裂隙扩张。加固后边坡采用简化计算方法,在加固区域分别采用提高岩体强度指标以代替加固区域的强度参数,根据工程经验,加固区岩体强度参数提高20%。加固后边坡天然和饱和含水状态安全系数分别为1.85和1.78,均比未加固时有明显提高,加固效果显著。
从边坡形态规模、变形机理及安全性方面,对金佛山左岸岩质高边坡进行了分析评价,得出以下结论。1)边坡前缘的强风化、强卸荷岩体属潜在不稳定块体,建议清除表层强风化、强卸荷岩体,开挖坡度小于外倾结构面最小倾角并保护好开挖面、及时锚喷支护;弱卸荷带以内岩体受卸荷作用影响小,完整性和稳定性较好,边坡现状整体稳定,发生大规模破坏可能性极小。2)左岸岩质高边坡是一个深层、顺层、复合机制成因的潜在滑坡,下部为顺层牵引-塑流性质、上部为压致拉裂推移式。
⬮ 稳定性方案
电力系统深受能源危机困扰,虽已开始研制新能源结构,但应用效果一直不好,新能源很难与传统电力装置、设备形成默契配合。由于电力技术的决策能力、更新速度很强、很快,所以要想将风能、太阳能、水能等绿色能源引入电力系统,依靠电力技术是最为可靠、有效的方式。首先,根据电力技术测量、转换、控制、管理能源的能力,改变电力系统原有能源输出格局,尽可能切断新能源输出装置与系统中其他运行设备的牵绊和影响,仅以能源输出为价值标准,设计、添置绿色能源装置,以最大限度提高能源的利用率;其次,强化变流调速技术、集优生产技术、能源转化技术在电力系统中的应用地位,定期、定时核算绿色能源输出、不可再生能源输出过程中的“能量效益”,并对系统、装置、技术进行定向修改;最后,拓展电力技术的应用范围,围绕计算机技术,监控绿色能源在电力系统中的运行情况,以“消耗”“、效益”为两大基本点,总结分析不符合电力技术应用安全的相关问题,并及时改正。
机电一体化是电气工程、电力系统发展的必经之路,也是带动高效生产的有效手段,为此,电力技术可以联合网络技术、自动化处理技术、智能监测等技术,共同推进多门技术的融合发展,进而促进电力系统的正向发展。机电一体化技术在投入使用之前,应接受多次测量和考察,因为要避免生产风险、提高生产效率,所以必须经过电力技术来处理相关系统数据,只有这样,才能将系统运行状态控制在可控范围内。然而,机电一体化对电力系统运行功能的要求和服务设定复杂,仅靠电力技术很难支撑起整个系统的运行重任,所以,一般情况下,电力系统会选择“区域一体化”的生产、改造方式,选择风险小、收益高、符合电力技术应用条件的系统模块,帮助小范围系统实现“自动”,并计算应用效果,确定技术无误且高效之后,再扩大一体化改造范围。由此可见,电力技术虽然是电力系统一体化发展的有力手段,但其应用效果依然具有不可控特质,在应用时应格外注意、小心。
智能手机、平板电脑已经成为电子终端控制的主要装置设备,它在人们日常生活与工作中的应用地位非常高,因此,电力行业也应适当引入智能技术,并创设以智能控制系统为核心管理中枢的技术集团,以便于工作人员正确、有效、科学的.管控电力系统。经过智能技术修饰,电力系统在故障排除、判断、处置方面的优势能力更强了,并基本实现了“自动化”。以往,一个小故障便会导致整个电力系统陷入瘫痪,现如今,运行故障会翻译成“特殊数据”,经智能处理器处理,被挖掘、传送,传达给管理人员,主动上报“故障”。这种高效的生产、管理方式,不仅节省了故障清查、判断的时间,还为电力系统提供了坚固的安全保障。从应用效果上看,智能技术在电力系统中发挥的作用是显而易见的,但从发展空间上看,其应用环境却日常复杂,所以,需要广大电力系统的工作人员谨慎考虑、认真探究,以福利避害为原则,引入智能技术。
目前,我国综合国力日益提升,能源生产责任越来越重,为迎合不断提高的生产要求、服务要求,电力系统仍需不断革新、创造,最大限度的发挥其功能价值、生产价值。笔者结合多年工作经验,根据自己对电力系统运行、发展的困难与问题了解,从内、外两方面探究电力技术的发展方向。接下来几年,电力技术在电力系统中的应用地位会不降反升,因为随着工业规模化生产系统的落成,系统生产形式、能力、效率的准确性要求很越来越高,所以,电力系统只有依靠电子技术方能将能源生产、输出、管理限制在可控、可管的范围内。一方面,应扩大电力技术的包容性,将其与现代高科技技术再融合,研发技术的新功能、新工艺,为电力系统运行提供便利条件;另一方面,省察电力技术自身存在的安全风险、耗能等管理不当问题,并设置研究专题,开展专项调查,以纠正、改善电力技术在电力系统中应用效果不利的地方。通过内、外两方面发展手段,电力技术的发展道路会更加明朗,其会成为促进经济社会发展的源动力。
通过上文对电力技术在电力系统中的应用现状进行系统分析可知,中国正处于现代化建设、发展的关键期,无论是政治、文化,还是经济、生产,都期待着发展的契机与机遇。电力技术拥有改善我国能源格局、提高工业生产效率的能力,所以我国对其发展状态是否重视,并已经确立了其“先进应用科学”的发展地位。我国电力系统发展速度缓慢,装置、设备更新换代效率低,为迎接新的生产挑战,我国必须大范围的引入电力技术,使其在电力系统各生产、运营环节发挥实践价值。