重力坝的抗滑稳定分析
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抗滑稳定系数kc计算公式
一、土坡抗滑稳定(圆弧滑动法)
1. 基本原理。
- 对于粘性土坡,假定土坡沿着圆弧面滑动。将滑动土体分成若干土条,分析每个土条的受力情况,以整个滑动土体为研究对象,根据力矩平衡条件来求解抗滑稳定系数。
2. 计算公式。
- K_c=frac{∑_i = 1^n(c_i l_i+W_icosθ_itanφ_i)}{∑_i = 1^nW_isinθ_i}
- 其中:
- n为土条的数量。
- c_i为第i个土条底面的粘聚力。
- l_i为第i个土条底面的弧长。
- W_i为第i个土条的重量。
- θ_i为第i个土条底面中点与圆心连线和竖直线的夹角。
- φ_i为第i个土条底面的内摩擦角。
二、重力坝抗滑稳定(抗剪断强度公式)
1. 基本原理。
- 重力坝依靠自身重力来维持稳定,坝体与坝基之间的抗滑稳定是重要的设计考虑因素。抗剪断强度公式考虑了坝体与坝基接触面之间的摩擦力和粘聚力。
2. 计算公式。 - K_c=(f'∑ W + c'A)/(∑ P)
- 其中:
- f'为坝体与坝基接触面的抗剪断摩擦系数。
- ∑ W为作用于坝体上全部荷载(包括自重、水压力等)对滑动面的法向分量之和。
- c'为坝体与坝基接触面的抗剪断粘聚力。
- A为坝体与坝基的接触面积。
- ∑ P为作用于坝体上全部荷载对滑动面的切向分量之和。
三、挡土墙抗滑稳定。
1. 基本原理。
- 挡土墙受到墙后土压力等外力作用,需要有足够的抗滑能力以防止墙体滑动。通常根据力的平衡条件来计算抗滑稳定系数。
2. 计算公式(以墙底为滑动面)
- K_c=frac{(G + E_ay)μ}{E_ax}
- 其中:
- G为挡土墙自重。
- E_ay为主动土压力的竖向分量。
重力坝岸坡坝段侧向抗滑稳定分析及建基面开挖设计
(水利部珠江水利委员会技术咨询(广州)有限公司 广东 广州 510610)摘要:水利工程重力坝设计中,大坝建基面在岸坡坝段受地形地质条件制约,可能出现岸坡开挖出较陡的建基面,宜考虑坝段沿坝轴线方向的侧向抗滑稳定性,需采取必要的工程措施或合理设计建基面的开挖,以确保岸坡坝段的侧向抗滑稳定。某水库大坝两岸地形较陡,岸坡坝段通过合理设置一定宽度的水平段平台,有效解决了岸坡坝段的侧向抗滑稳定性问题。
关键词:重力坝;侧向抗滑稳定;刚体极限平衡;工程措施。
0 引言
重力坝抗滑稳定是否满足规范设计要求,直接影响到大坝的安全,两岸坡坝段因其基础面倾向于河床方向,它在上游水位压力的作用下,可能致使坝体沿坝基接触面向下游滑动[1]。同时在自重的作用下,它还具有沿坝轴线侧向滑动的趋势,当岸坡坝段的建基面越陡,侧向滑动趋势就越大。因此岸坡坝段在自重与上游水压力共同作用下具有向下游和向河床滑动的可能,其抗滑稳定性往往较河床坝段更为不利,为解决岸坡坝段侧向抗滑稳定不足,需采取必要的工程措施或合理设计建基面的开挖,以确保坝段的侧向抗滑稳定。
1 侧向抗滑稳定受力分析
1.1 受力分析
根据《混凝土重力坝设计规范》[2](SL319-2018),较陡的岸坡坝段,宜按整个坝段三向荷载的合力方向分析计算其抗滑稳定性。在计算岸坡坝段三向荷载共同作用的抗滑稳定时,应采用抗剪断强度公式计算其抗滑稳定性。若岸坡较平缓,开挖后形成的分级平台高差不大,岸坡坝段的抗滑稳定计算可采用水平建基面的抗滑稳定计算公式;若岸坡较陡,计算时宜按合力计算其抗滑稳定。
参考《水工设计手册》[3]对于多平台的受力简化处理,假定斜坡上坝块为滑动体,位于水平建基面的坝块为阻滑体,综合考虑滑动体和阻滑体之间的相互作用,用刚体极限平衡法分别令滑动体和阻滑体采用等安全系数法,求出滑动体和阻滑体的内力R,再求出整个滑移体的抗滑稳定安全系数。下图为岸坡段开挖呈台阶状示意图,坝段的倾面部分为单元1,水平开挖面部分为单元2,单元1与单元2受力作用如图2所示[3]。
第9卷第2期 中国水利水电科学研究院学报 Vo1.9 No.2
..: 兰! 2 竺型 竺!堕! r Res。urces and Hydrop。wer Research June,201 1
文章编号:1672—3031(2011)02—0125—07
亭子口重力坝深层抗滑稳定性分析
徐佳成1,薛维成2,职承杰 ,孙平
(1.中国水利水电科学研究院岩土工程研究所,北京100048;
2.长江勘测规划设计有限责任公司,湖北武汉430010)
摘要:亭子口水利枢纽大坝是红岩层地区最高的重力坝,坝基部位存在倾向下游且走向与坝轴线夹角较小的软
岩、岩层层面和泥化夹层,以及顺河向的陡倾裂隙,因此亭子I:1重力坝存在较严重的深层抗滑问题。本文在结合
坝基下覆岩层分布状态确定滑移模式的基础上探讨了坝基深层抗滑稳定性分析方法的适用性,并应用广义等K法
和分项系数极限状态设计方法对亭子口重力坝表孔坝段的深层抗滑稳定性进行了深入研究,并在此基础上对广义
等K法中的条块作用力与水平面的夹角 对深层抗滑稳定性作了敏感性分析。两种稳定性计算方法的结果均表明
亭子1:3重力坝表孑L坝段深层抗滑稳定性基本能满足规范要求;广义等K法中条块作用力与水平面的夹角 取值对
深层抗滑稳定分析成果有显著的影响,建议在亭子口深层抗滑稳定分析中妒取5。 10o。
关键词:亭子1:3重力坝;深层抗滑;广义等K法;分项系数极限状态设计方法
中图分类号:rITv641 文献标识码:A
重力坝深层抗滑问题是重力坝设计中的一个重要领域,其稳定分析的成果是重力坝剖面设计的
主要依据…。据不完全统计,在我国就有92座已建、在建和设计中的大中型重力坝的坝基存在软弱
结构面,其深层抗滑稳定问题受到普遍关注 ,如向家坝、三峡左岸厂房坝段、天生桥二级、铜街
子、双牌、百色等水利枢纽工程都开展了深层抗滑稳定分析的研究工作 。
在重力坝抗滑稳定分析方法中主要有刚体极限平衡法、有限元法、地质力学模型法等,其中刚
科学论坛 碾压混凝土重力坝深层抗滑稳定研究 敲。毽 岛蟪
龙虹茜
(广西南宁530023)
摘要:随着社会科技的发展与建筑行业的不断进步,建筑工程的施工技术已有了明显的提高。目前,人们对建筑的要求越来越高,传统的工程施工
技术与方法根本不能够满足人们的要求,并且很容易出现各种质量问题,水利工程亦是如此。如果技术或方法不够科学合理,或者依旧保持原有的施工技
术,很容易导致工程失稳,产生较大的质量问题。本文首先分析了碾压混凝土重力坝的施工技术,然后阐述了采取合理的施工措施来稳固工程,保证工程
的质量。
关键词:岩基混凝土重力坝抗滑稳定性
当前,在很多水利工程案例中,很多都是因为坝基失稳而导致工程坝体
结构坍塌,引起诸多安全事故的发生,不仅影响到人们的生活质量与生活水
平,还使人们的生命财产安全得不到保障。根据这些工程出现的问题来看,
有重力坝引起的质量问题能占总体安全事故的50%以上。这种问题的发生
主要是因为在施工过程中,施工人员的粗心大意,不能预见性的发现存在在
工程中的严重问题,也就造成了工程的滑移问题,也大大降低了工程的质
量。随着社会的不断发展,专家对工程力学进行深入的研究,将该研究引入
到水利工程中,在实际操作中发现问题,并解决问题。为了能够使岩土石坝
稳定的施工,就需要采用有限元法来进行施工,这种方式很大程度上提高了
混凝土重力坝的施工重量以及整体工程的质量。
一、坝基抗滑抗震简述
近几年来,碾压混凝土施工技术随着建筑工程的发展而得到广泛的应
用,并且其施工的规模也越来越扩大,碾压混凝土施工技术逐渐成为现代水
利工程施工的重点。但是,我们将碾压混凝土应用于工程中时发现,它的抗
剪能力极低,从而导致其在施工过程中的质量大大降低,存在着各种问题与
隐患。在实际工作中,我们应该来怎样控制这类问题的发生,并完善该技术
是当前亟待解决的问题。目前,在水利工程项目中,设计师往往会对坝基的
总体结构进行重点研究,需要对当中的地质、砂层等各方面进行全面的考