蒑德胜的水工建筑物.docx
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蒑德胜的水工建筑物
绪论
世界水资源概况
地球上的水总量很大,约为15亿km3,但绝大部分是海洋中的咸水;
人类可以利用的淡水总量约为0.38亿km3,仅占全球总水量的2.5%,这其中有80%左右的淡水储藏在极地和冰山、冰川,还有一部分藏于地下;
对人类起着特别重要作用的地表水,全球约为47万亿m3,人均约9000m3。
我国水资源概况
特点一:
总量并不丰富,人均占有量更低
特点二:
年内年际分配不均,旱涝灾害频
特点三:
地区分布不均,水土资源不相匹配。
须建调水工程,提高水资源配置能力。
特点四:
我国自然水分蒸发强烈
我国水能源概况
我国的人均水资源并不丰富。
但我国可用于发电的水能资源十分丰富,从青藏高原到海平面之间的巨大落差。
特点一:
总量丰富,开发不足
可开发总量世界第一,占世界总量16.7%。
到2010年,开发量约仅占可开发量40%,远低于发达国家60%的平均水平。
美国82%;日本84%;欧洲是72%以上,瑞士达到100%
特点二:
地区分布不均,与经济发展不匹配
78%水能资源集中于西部,东部仅6%;
51%用电量在东部。
特点三:
江河来水量时间分布不均
年内降雨集中在汛期;
年际间江河来水量变化大。
须建设(年调节、多年调节)大型水库。
我们的任务
今后15-20年是水利、水电建设的良好机遇期;中央一号文件
防汛抗旱、粮食安全、城乡供水、生态保护等需求;
西部大开发战略的机遇:
东部:
水能资源占6%,开发率大于50%;
西部:
水能资源占78%,开发率仅约30%(?
)。
水资源方面:
我国目前面临着水多(洪涝灾害)、水少(干旱)、水脏(水污染)等一系列严峻问题;
水能源方面:
开发率低、地区分布极不均匀;
任务:
必须修建各项工程设施,对天然来水进行合理的调配和利用,这些工程措施统称为水利水电工程。
按照工程开发目标可分为治河防洪工程、农业水利工程、水力发电工程、航道与港口工程、给排水工程和综合利用水利工程。
所取得的成就
水库8.54万多座,总库容达6344亿立方米(2007);
水库8.64万多座,总库容达6924亿立方米(2008);
江河堤防长度28.38万km(2007);
面积50万亩以上灌区149处,有效灌溉面积11207千公顷;全国农田有效灌溉面积达到58472千公顷(2008);
水电装机容量,约1.9亿千瓦(2010)。
三峡工程建成+南水北调工程已经开工(中线工程干线已基本贯通,东线工程每年调水150亿m3)。
标志性工程:
50年代,新安江水电站,混凝土宽缝重力坝,坝高102m
60年代,刘家峡,混凝土重力坝,强震区,坝高147m
70年代,乌江渡重力拱坝,石灰岩岩溶区,坝高165m
80年代,葛洲坝工程,大江截流流量达4400~4800m3/s
90年代,三峡工程,世界第一(库容、发电量、混凝土工程量、船闸等);二滩拱坝,第一个国际招标,我国最高拱坝;小浪底,第一个引进外资,出现洋工仔.
2000年后,以小湾、锦屏一级、白鹤滩、溪洛渡、水布垭等为代表的一大批巨型水电工程。
水利枢纽和水工建筑物
水工建筑物:
水利水电工程中采用的各种建筑物。
水利枢纽:
在水域的适当地点,为了一种或多种目的而集中布置若干个不同类型的水工建筑物,各自发挥不同作用并协调工作,构成一有机综合体,称为水利枢纽。
蓄水枢纽
蓄水枢纽是在挡水建筑物(挡水坝)上游形成较大库容的水利枢纽,也叫水库枢纽。
作用:
抬高上游水位+对河道天然流量进行年调节或多年调节(调洪作用)。
适用条件:
当天然来水量在各年之间或一年内有较大变化,但径流总量可满足要求的情况下,一般需修建较高的坝,以形成水库、抬高上游水位,并用水库的库容调节来水流量。
建筑物组成:
挡水建筑物(大坝)+泄水建筑物+取水建筑物,俗称“水库三大件”。
根据水库的开发目的不同,还有水电站和通航船闸等。
引水枢纽
以引水为主要目标的低水头水利枢纽。
作用:
雍高上游水位,控制引水流量,满足用水需要。
适用条件:
河道天然流量充沛,但水位较低,水流不能进入渠道或管道。
引水枢纽无需对河道天然流量进行调节,挡水建筑物高度不大,库容也不大。
建筑物组成:
进水闸、雍水坝(或拦河闸)、冲沙闸等建筑物组成。
如果是综合利用的引水枢纽,还需建专门建筑物,如水电站和通航船闸。
都江堰为最典型代表。
泵站枢纽
以泵站为主体的水工建筑物综合体。
作用:
把低处的水抽送到高处,达到灌溉、排涝、发电(抽水蓄能电站)、航运等目的。
建筑物组成:
最常见的配套建筑物通常有引水闸(灌溉泵站)、排水闸(排涝泵站)、通航船闸(兼有排洪、航运功能的河道)。
世界上最大的泵站枢纽----江都电排站
二、水工建筑物设计综述
水工建筑物分类
按作用分类:
挡水建筑物(拦河坝、堤防,施工围堰)
泄水建筑物(溢洪道、泄水闸、泄水隧洞)
取水建筑物(取水口、进水闸、泵站)
输水建筑物(渡槽、输水隧洞等)
整治建筑物(丁坝、导流堤、护岸等)
专门建筑物(船闸、鱼道、筏道等)
按使用期限分类:
永久性建筑物:
工程运用期使用的建筑物;
按在工程发挥的作用+失事后造成的影响程度
主要建筑物(坝、水闸、泄洪建筑物、水电站厂房等);
次要建筑物(挡土墙、导流堤、护岸等)。
临时性建筑物:
工程施工期使用的建筑物(导流建筑物、施工围堰等)
水利工程的特点:
工作条件复杂、受自然条件制约,施工难度大、效益大,对环境影响也大、失事后果严重
水利水电枢纽工程分等、水工建筑物分级
修建的水利工程应保证其可靠度(安全性、适用性、耐久性)同时又要保证其经济性。
然而安全度与经济性是相互矛盾的,工程的安全度越高,投资也越大。
反之,则相反。
目的:
使工程具有足够的、但又不是过分的可靠度,即可靠又经济(优化问题)。
为此,根据水利工程的重要性对水利枢纽分等和对其水工建筑物分级。
SL252-2000水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准
水工建筑物划分级别
依据:
工程等别、使用年限(永久建筑物或临时建筑物)、
重要性(主要建筑物或次要建筑物)、水工建筑物可划分为5个级别
工程等别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
主要建筑物
1
2
3
4
5
次要建筑物
3
3
4
5
5
分等级的作用
确定洪水标准(洪水频率)
挡水建筑物的安全超高
结构强度和稳定性的安全系数
建筑材料的品种、标号
设计方法的选择:
级别低的小型或临时建筑物采用简化计算方法;重大建筑物采用比较精确的计算方法(FEA),甚至做模型试验。
解决水工问题的方法
理论分析、数值分析、物理实验、原型观测、监测、工程经验
水利工程的设计程序
项目建议书:
项目建议书是在流域规划、区域规划的基础上编制的要求建设某项工程的建议性文件,要求政府部门将该项工程列入中长期计划。
可行性研究:
在项目建议书的基础上,对拟建工程进行技术、经济论证。
初步设计:
在可行性研究的基础上,对工程进行的基本设计。
包括进一步论证在指定地点和规定期限内进行工程建设的可行性和合理性。
招标设计:
招标设计是为水利工程招标而编制的设计。
它是编制施工招标文件和施工计划的基础,招标设计属于水利施工和招投标课程教学内容。
施工详图:
施工详图是在初步设计和招标设计的基础上,绘制具体施工图的设计,是现场建筑物施工和设备安装的依据。
如建筑物基础开挖图、地基处理图等。
注意:
对于规模小、重要性低的工程,上述设计阶段可以减少、合并。
例如:
小型工程可将可行性研究和初步设计合并,单一的小型建筑物也无需招标设计。
大坝之最
世界上最高的拱坝:
前苏联时期(20世纪80年代)修建的、现位于塔吉克斯坦的英古里(Inquri)拱坝,272m;
世界上最高的土石坝:
前苏联时期(20世纪90年代)修建的、现位于格鲁吉亚的罗贡(Poryh)坝,335m;
世界上最高的混凝土重力坝:
20世纪90年代修建的、位于瑞士的大狄克逊(Granddixence)坝,285m。
最高的拱坝:
位于云南省澜沧江的小湾双曲拱坝,294.5m
最高的重力坝:
位于青海省龙羊峡大坝,178m
最高的碾压混凝土重力坝:
位于广西红水河的龙滩碾压混凝土重力坝,一期192m,最终220m
最高的土石坝:
位于陕西省渭河支流的石头河土石坝,114m;
最高的面板堆石坝:
位于湖北省清江的水布垭混凝土面板堆石坝,232m。
重力坝
什么是重力坝
大坝:
拦截江河渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物。
坝轴线:
在平面上代表大坝位置的一根横断河谷的线。
通常选取坝体主要部分断面上游面铅直段水平投影线为坝轴线。
重力坝:
是用混凝土(concrete)或者浆砌石(groutedrubble)材料建筑而成的挡水建筑物。
重力坝的特点
利用自重在坝基面产生的摩擦力以及坝与地基间的凝聚力来抵抗水平水压力而维持稳定。
利用自重引起的压应力来抵消由水压力产生的拉应力。
重力坝基本剖面呈三角形。
通常上游面铅直或稍倾斜。
结构形式类似于以地基为固端的悬臂梁,因为重力坝常沿坝轴线用横缝分成独立工作的若干坝段。
重力坝的优点:
(1)坝体材料抗冲性能好,泄洪和施工导流问题容易解决。
泄洪:
可坝顶溢流,或在坝身开设泄水孔泄洪,不需另设溢洪洞或泄水隧洞。
这是重力坝的一个很大优点,这样不用另设河岸溢洪道、隧洞等其它泄水建筑物,枢纽布置也较紧凑。
施工导流:
可以利用坝体导流,不需另设导流洞。
(2)断面形状简单,结构作用明确,施工方便,安全可靠。
结构作用明确。
重力坝沿坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段,各坝段独立工作,结构作用明确,稳定和应力计算都比较简单。
施工方便。
大体积混凝土,可采用机械化施工,放样、立模、浇筑都比较方便,补强、维护和扩建也比较方便。
安全可靠。
剖面大且应力低,筑坝材料强度高、耐久性好,抵抗洪水漫顶、渗漏、地震的能力都比较强。
根据统计,在各种坝型中,重力坝的失事率是较低的。
(3)适合于在各种气候条件下修建。
但在冬季,当温度低于-3℃时,混凝土中水会结冰,需采用加热、保温、防冻措施等。
夏季,当温度高于30℃时,需采用低热水泥、低温水、加冰屑、预冷骨料,掺外加剂延长初凝时间。
(4)对地基的要求比拱坝低,但比土石坝高。
重力坝的缺点:
坝体体积大,耗费材料多,不能充分利用材料强度。
坝体与地基的接触面大,作用在坝底面上的扬压力大。
施工期对大体积混凝土温控要求高。
重力坝修在哪?
重力坝坝址一般选在狭窄河谷,节省工程量。
为了布置河床式溢洪道、坝后式水电站厂房和通航船闸,有时也选择在比较宽的河谷建坝(如葛洲坝工程、三峡工程);
因坝体重量大,水平水压力大。
一般应修建在岩石地基上,地质条件好:
基岩坚硬、完整;抗渗性能好;无难于处理的断层;
重力坝的坝轴线一般采用直线布置,与河流流向垂直,避免不良的受力条件;
溢流坝段宜布置在河道主流位置,两端以非溢流坝段与岸坡连接;
在合适位置布置电站、船闸等其它建筑物,根据地形、地质、水力、施工等运行条件,使各建筑物有机而协调工作。
重力坝的分类
1)按坝顶是否溢流可分
溢流重力坝:
既可挡水,又可泄水的重力坝。
非溢流重力坝:
挡水
2)按结构型式可分:
实体重力坝:
宽缝重力坝:
特点:
①减少扬压力,节约混凝土方量10~20℅;②改善混凝土浇筑时的散热条件;③施工复杂,模板用量多。
支墩坝:
由一系列独立的支墩顺坝轴线排列,前面设挡水构件,形成横断河道的挡水坝。
挡水构件承受水压力等荷载,经支墩将荷载传给地基。
特点:
①节约混凝土方量,充分利用材料强度;②侧向稳定性差,对地基的要求严格;③钢筋用量较大,施工复杂。
空腹重力坝:
特点:
①减少扬压力,节约混凝土方量20~30℅;②空腹可布置水电站厂房;③施工复杂,模板用量多。
预应力重力坝:
特点:
①利用受拉钢筋或钢杆对重力坝施加预应力,改善坝体应力;②加大抗滑稳定性;③施工复杂,钢筋用量多。
目前仅在小型工程和旧坝加固工程中采用。
3)按施工方式可分
常态混凝土重力坝
碾压混凝土重力坝:
用干贫混凝土或无坍落度干硬性混凝土经碾压而成的混凝土重力坝。
(龙滩)
(背景资料:
20世纪七十年代,通过减少混凝土中水和水泥用量,发展了用无坍落度混凝土。
经施工机械运输、摊铺,用振动碾压而成的混凝土,称为碾压混凝土(RCC)。
)
主要特点:
①节约水泥,可简化温控措施。
碾压混凝土一般都掺入较大数量(胶凝材料的30%~70%)的粉煤灰或其他具有一定活性的掺合料,因而水泥用量显著减少,水泥用量为50~120kg/m3,而常态混凝土的水泥用量为160~220kg/m3。
②可缩短工期。
工期一般可缩短1/5~1/3,甚至更短。
③降低造价。
碾压混凝土的单价比常规混凝土低15~30%,有的低50%左右。
重力坝的设计内容
总体布置:
选择坝址、坝轴线和坝的结构形式,决定坝体与两岸其他建筑物的连接方式等;
剖面设计(非溢流重力坝):
参照已建工程经验,初步拟定剖面尺寸;
稳定计算:
验算坝体沿建基面或地基中软弱结构面的稳定安全度;
应力计算:
使应力条件满足设计规范要求,保证大坝和坝基有足够的强度;
构造设计:
根据施工和运行要求,确定坝体的细部构造,如分缝、廊道系统、排水系统、止水系统等;
地基处理:
根据地质条件,进行地基的防渗、排水设计;进行断层等地质结构面的处理;
溢流重力坝和泄水孔的孔口尺寸的设计:
包括泄水建筑物体型、溢流堰顶高程、溢流重力坝前沿的宽度和泄水孔进口的高程、泄水孔口的尺寸,以及泄水重力坝的应力稳定计算;
监测设计:
包括坝体内部和外部的观测设计。
重力坝的荷载
作用在坝上的荷载主要有以下几种:
坝体及坝上永久设备的自重;
上、下游坝面上的静水压力;
溢流坝反弧段上的动水压力;
扬压力;冰压力;浪压力;泥沙压力;
地震荷载,包括地震惯性力、地震动水压力和地震动土压力;
由于建筑材料的体积变形(由温度和干湿所引起的伸缩变形)受到约束所引起的荷载;
其他荷载,包括风压力、雪压力、船舶的缆绳拉力和靠船撞击力、运输车辆、货物、起重机和人群等的临时荷载以及爆炸引起的气浪力等。
自重
常沿坝轴线方向取1米宽坝体为计算单元。
1、坝体及坝上永久设备的自重:
坝体及其上永久性设施的重量W=∑(γiVi)。
坝体自重:
应按其断面的几何尺寸及材料容重计算。
在初步设计阶段,混凝土的容重可根据骨料的类别采用23.0~23.5kN/m3,对重要的工程应采用混凝土的试验数值。
对坝上永久设备:
如闸门、启闭机、电机、电梯等自重均按实际重量计算。
水荷载:
上、下游坝面的静水压力
水的容重:
①清水γw;②浑水γw(按实际情况考虑)
溢流坝反弧段上的动水压力
坝底扬压力
①无防渗排水设施的实体重力坝
通常假定扬压力呈直线分布。
扬压力可分解成两部分:
浮托力与渗透压力
无防渗排水设施有防渗帷幕和排水设施有抽排设施
②设有防渗帷幕和排水设施的实体重力坝
防渗帷幕:
在坝基土岩中钻孔灌浆而形成一道连续的地下墙。
排水幕:
在坝基土岩中钻孔而形成一排水孔。
作用:
阻止渗透水流,降低渗透压力,延长渗径。
α为扬压力折减系数:
河床坝段:
采用0.2~0.3;
岸坡坝段:
采用0.3~0.4。
原型观测资料表明:
扬压力因受泥沙淤积的影响随时间延长而减小,对稳定有利。
③设有抽排降压设施的实体重力坝
抽排降压设施:
为了有效地减小坝基扬压力,还可在基础灌浆廊道下游设置纵、横排水廊道和基面排水孔由自动抽水设备定时抽排。
α1为扬压力折减系数;α2为残余扬压力系数。
坝身扬压力:
渗入坝体内部的水流也产生扬压力。
坝体扬压力影响坝内应力。
为了减小坝体内扬压力,常在上游坝面附近3~5m范围内提高混凝土的防渗性能,形成防渗层;其后设置坝身排水管孔。
坝体水平截面上的扬压力:
当计算截面在下游水位以下时:
坝体排水管幕处扬压力折减系数一般采用α=0.15~0.3;
当计算截面在下游水位以上时:
坝体排水管幕处扬压力折减系数α同上,下游坝面处扬压力为0;排水管幕与下游坝面之间按直线变化。
荷载分布
荷载组合
除自重荷载之外,荷载总是变化的,而且这些荷载存在的概率也是变化的,设计时应考虑这些荷载同时出现的可能性。
定义:
在规定的计算情况下,同时作用在结构上的荷载的集合。
(a)基本荷载:
长期作用(如自重等)、或在建筑物工作期间经常出现的荷载
(b)特殊荷载:
偶然作用(如校核水位时的静水压力、浪压力等)或特别罕见(如地震)的荷载;
(a)基本荷载组合:
是由经常出现的荷载组成的荷载集合,用于建筑物的正常设计情况。
由于出现的概率较大,设计规范中规定了较大的安全系数和安全超高。
(b)特殊荷载组合:
是指包含特殊荷载(偶然出现的荷载)的组合,用于校核情况。
由于出现的概率小,故安全系数和安全超高均较小。
荷载组合
重力坝的稳定分析
目的:
核算重力坝在各种可能荷载组合下的稳定安全度。
建筑物设计基本原则:
安全性与经济性。
重力坝设计基本原则:
保持稳定、剖面小、应力不超过材料强度(主要是上游坝面无拉应力)
重力坝主要破坏模式
滑动破坏:
是坝体沿抗剪能力不足的薄弱层面产生滑动,包括沿坝基面浅层滑动和连续软弱结构面的深层滑动。
倾倒破坏:
在荷载作用下,上游坝踵下岩体受拉产生倾斜裂缝以及下游坝趾岩体受压发生压碎区而引起倾倒滑移破坏。
重力坝稳定分析方法
刚体极限平衡法——规范使用,重点讲解。
就是坝体、岩体或大坝与坝体组成的滑裂体看成刚体,不考虑滑裂体本身和滑裂体之间变形的影响,也不考虑滑裂面上应力分布情况,仅考虑滑裂面上的合力(正压力、重力),而忽略力矩的作用效应。
数值方法——有限元法、块体元法、流形元法——暂时尚无控制标准。
模型试验法。
计算方法+参数+标准——要配套
规范
SL319-2005《混凝土重力坝设计规范》(安全系数法)
DL5108-1999《混凝土重力坝设计规范》(分项系数极限状况法)
(规范是行业标准,是工程师进行设计的准则)
抗滑稳定问题分类:
平面问题:
各坝段独立受力,河床坝段一般作为平面问题处理。
空间问题:
当河床坝段坝基内断层多条相互切割交错构成空间滑动体时;地形陡峻的岸坡坝段。
沿坝基面的抗滑稳定分析:
以实体重力坝为例
稳定分析时,以一个坝段或取单宽计算。
目前常用的计算公式有摩擦公式和抗剪断公式。
摩擦公式——认为坝体与坝基为接触状态。
此法把滑动面看成是一种接触面,而不是胶结面。
滑动面上的阻滑力只计摩擦力,不计凝聚力。
摩擦公式
针对当坝基面为水平时:
抗滑稳定安全系数K为:
式中:
∑P为作用于坝基面以上的合力在水平方向投影的代数和。
∑W为作用于坝基面以上的合力在垂直方向投影的代数和。
U为作用于坝基面上的扬压力。
f为坝基面上的摩擦系数。
采用一般的摩擦试验取得。
抗剪断强度公式
抗剪断强度公式——认为坝体与坝基为胶结状态,滑动面上的阻滑力包括摩擦力和凝聚力。
并直接通过胶结面的抗剪断试验确定抗剪断强度的参数f′和c′。
坝基面上的抗滑安全系数(抗剪断稳定安全系数)K′为:
式中:
f′——坝基面上的抗剪断摩擦系数;
c′——坝基面上的抗剪断凝聚力;
A——坝基面上的面积;
K′——按抗剪断公式计算的抗滑稳定安全系数。
设计抗滑安全系数
抗滑稳定安全系数K、K′的设计要求值[K]、[K’]与建筑物级别、荷载组合有关,见下表:
公式选用
说明:
①摩擦公式简单,概念明确,计算方便,多年来积累了丰富的经验。
②如果用摩擦公式计算的K=1.0,并不意味坝处于临界状态。
因为公式不考虑粘结力与实际不符,其安全裕度已含在假定中。
安全系数只是一个抗滑稳定的安全指标,并不能反映坝体真实的安全程度。
摩擦公式忽略了凝聚力,不合乎实际,而抗剪断公式则考虑,物理概念明确,比较符合坝体的实际情况,逐渐采用较多。
我国规范规定中建议:
当坝基内不存在可能导致深层滑动的软弱面时,应按抗剪断强度公式计算;对中型工程的中、低坝,为安全计,也可按抗剪公式(摩擦公式)计算。
以上介绍的两种抗滑稳定计算公式虽然理论上还不够完善,但都有长期的使用经验。
应用时应注意“抗滑稳定计算公式+参数取值+荷载组合+控制标准”配套问题。
沿坝基岩体软弱结构面的深层抗滑稳定分析
当坝基内存在不利的缓倾角软弱结构面时,在水荷载作用下,坝体有可能连同部分基岩沿软弱结构面产生滑移,即所谓的深层滑动。
在深层抗滑稳定分析中,一般根据深层抗滑体的不同,分为:
单斜面深层抗滑稳定计算(计算与建基面类似)
双斜面深层抗滑稳定计算
多斜面深层抗滑稳定计算(计算方法与双滑面类似)
单斜面深层抗滑稳定计算
当坝基内只存在一个岩体软弱结构面,将软弱结构面以上的坝体和地基作为整体,按刚体极限平衡法,核算软弱结构面上的抗滑安全系数。
式中
fB——滑动面上的抗剪断屈服极限强度摩擦系数;
cB——滑动面上的抗剪断屈服极限强度凝聚力;
其余符号同前。
折线滑动面抗滑稳定计算公式
实际工程中,坝基内往往存在多条相互切割交错的断层和软弱夹层。
构成复杂的滑动面。
在深层抗滑稳定分析时,应验算所有可能的滑动通道,从中找出最不利的滑动面组合和其上抗滑安全系数。
一般:
将倾向下游的缓倾角断层、泥化夹层假设为第一滑动面;
将倾向上游的断层、泥化夹层假设为第二滑动面;也可以假定多条滑裂面,通过试算确定一条最不利的第二滑动面。
折线滑动面抗滑稳定计算公式
计算时将滑移体分成两区,在其分界面BD上,引入一个需要事先假定与水平面成φ角的内力Q(抗力)。
分别令①区或②区处于极限平衡状态,即可演绎出三种不同的计算方法:
被动抗力法、剩余推力法、等安全系数法
折线滑动面抗滑稳定计算公式
被动抗力法
先令②区处于极限平衡状态(抗滑稳定安全系数为1),求得抗力Q后,再计算①区沿AB面的抗滑稳定安全系数K1,作为整个坝段深层抗滑稳定安全系数。
被动抗力法的概念清楚但理论依据不足;当抗力体提供的Q较小,坝体段可能产生较大的位移,导致于上游帷幕破坏,而该现象无法定量分析,计算结果中也不能反映出来。
剩余推力法
假定坝体段的稳定安全系数K1=1,求抗力体上的推力Q;由此计算出抗力体的稳定安全系数K2,作为深层抗滑稳定安全系数。
剩余推力法存在的问题是当坝体段的f1较大时,Q可能为负值或零,不符合实际情况;为承受Q,抗力体可能会产生较大的变形,以至坝趾岩体压碎,计算结果中也不能反映出来。
等安全系数法
假定K1=K2,分别由两个极限平衡方程求解K、Q。
由于第一滑动面一般为断层、泥化夹层,产生塑性破坏,变形较大;第二滑动面一般处于完整岩体中,破坏形式为脆性破坏,变形较小既破坏,因此两滑动面上的安全系数实际不相同。
三种方法比较
剩余推力法、被动抗力法,由于先令一个区处于极限平衡状态,也即相当于这一区的K=1,因而推算出另一区的K值要比等安全系数法的为大,相比之下,等安全系数法更合理。
岸坡坝段的抗滑稳定分析:
空间问题,与岸坡坝基面的开挖形状有关。
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- 蒑德胜 水工 建筑物