【文章內(nèi)容簡介】 滑穩(wěn)定分析。本工程 也只進行抗滑穩(wěn)定分析。 沿壩基面的抗滑穩(wěn)定 1 抗滑穩(wěn)定計算公式 目前常用的有兩種公式。 1抗力S抗力S23(a) (b)?P ?P?W ?W 圖 432 重力壩沿壩基面抗滑穩(wěn)定計算示意圖 （ a） 沿水平壩基面抗滑穩(wěn)定 （ b）沿傾斜壩基面抗滑穩(wěn)定 （ 1）摩擦公式 此法的基本觀點是把滑動面看成是一種接觸面，而不是膠結(jié)面?；瑒用嫔系淖杌χ挥嬆Σ亮Γ挥嬆哿?。 當(dāng)滑動面為水平面時，其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) K 可按下式計算 ?? ??? P UWfK )(滑動力阻滑力 （ 4— 9） 式中 ?W —— 作用于滑動面以上的力在鉛直方向投影的代數(shù)和； ?P —— 作用于滑動面上的力在水平方向投影的代數(shù)和； f —— 滑動面上的抗剪摩擦系數(shù)； K —— 按摩擦公式計算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，按表 431采用。 當(dāng)滑動面為傾向上游的傾斜面時，計算公式為 ? ?? ??? ?? ?? ?? s i nc os )s i n)c os( WP PUWfK （ 4— 10） 式中， ? 為滑動面與水平面的夾角，其他符號同式（ 4— 9）。 由式（ 4— 10） 看出，滑動面傾向上游時，對壩體抗滑穩(wěn)定有利；傾向下游時， ? 角由正變負，滑動力增大，抗滑力減小，對壩的穩(wěn)定不利。 （ 2）抗剪斷強度公式 SU(a)aaa(b)U?P ?W ?W?P此法認為，壩與基巖膠結(jié)良好，滑動面上的阻滑力包括摩擦力和凝聚力，并直接通過膠結(jié)面的抗剪斷試驗確定抗剪強度的參數(shù) f? 和 C? 。其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)由下式計 算 ?? ????? P ACUWfK )( （ 4— 11） 式中 f? — 壩體與壩基面連接面的抗剪斷摩擦系數(shù)； C? — 壩體與壩基連接面的抗剪斷凝聚力； A — 壩體與壩基連接面的面積； K? — 按抗剪斷公式計算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，按表 431 采用。 表 431 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) K 、 K? 安全系數(shù) 荷載組合 壩 的 級 別 1 2 3 K 基本組合 特殊組合（ 1） 特殊組合（ 2） K? 基本組合 特殊組合（ 1） 特殊組合（ 2） 抗剪斷強度公式考慮了壩體與基巖的膠結(jié)作用，計入了摩擦力和凝聚力，是比較符合壩的實際工作狀態(tài)，物理概念也較明確。所以，該水利樞紐工程抗滑穩(wěn)定計算時采用抗剪斷強度公式驗算。 2 計算參數(shù)的確定 抗剪斷摩擦系數(shù) f? ，凝聚力 C? 和抗剪摩擦系數(shù) f 的確定，一般是根據(jù)工程的實際情況，野外現(xiàn)場試驗測定來選取。 該水利樞紐工程的 ?f ， ??f ， KPaC 800?? 。 3 計算過程和結(jié)果 計算過程見計算書，計算結(jié)果如表 432所示 表 432 計算安全系數(shù) 安全系數(shù) 工作狀況 系數(shù) K? 設(shè)計 校核 各工況下安全系數(shù)均大于表 431 中對應(yīng)工況下的安全系數(shù)，因此該工程滿足抗滑穩(wěn)定要求。 沿壩基深層的抗滑穩(wěn)定分析 由于壩基滑動面、抗裂面的阻滑力受巖石性質(zhì)、產(chǎn)狀等因素的影響，計算結(jié)果的精度比壩體與壩基接觸面的阻滑力計算還要差。因此壩基抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)一般要求大于壩體的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。 提高抗滑穩(wěn)定性的工程措施 從上述抗滑穩(wěn)定分析可以看出，要提高重力壩的穩(wěn)定性關(guān)鍵在于增加抗滑力。工程上常采用如下一些措施： ① 將壩的上游面做成傾斜或折坡形，利用壩面上的水重來增加的抗滑穩(wěn)定，但傾斜坡度不宜過大，以防止上游壩面出現(xiàn)拉應(yīng)力。 ② 將壩基面開挖成傾向上游的斜面，借以增加抗滑力提高穩(wěn)定性。若基巖較為堅硬，也可將壩基面 開挖成若干段傾向上游的斜面，形成鋸齒狀，以提高壩基面的抗剪刀能力。 ③ 利用地形、地質(zhì)特點，在壩踵或壩趾設(shè)置深入基巖的齒墻，用以增加抗力提高穩(wěn)定。 ④ 采用有效的防滲排水或抽水措施，降低揚壓力。 ⑤ 利用預(yù)加應(yīng)力提高抗滑穩(wěn)定性。 應(yīng)力分析 應(yīng)力分析方法 該水利樞紐工程采用理論計算中的材料力學(xué)法進行分析。用材料力學(xué)法計算壩體應(yīng)力時，一般沿壩軸線切取單寬壩體作為固接于地基上的變截面懸臂梁，按平面問題進行計算。圖 441表示非溢流壩橫斷面的計算簡圖，并規(guī)定坐標方向，作用力及應(yīng)力的正方向如圖所示，即水平外力以指向上游為正，鉛直外力以向下為正，力矩以反時針方向為正，正應(yīng)力以壓為正，剪應(yīng)力以微分體的拉伸對角線在一、三象限為在正。 應(yīng)力計算 1. 壩體邊緣應(yīng)力的計算 壩體的最大和最小主應(yīng)力一般都出現(xiàn)在上下游邊緣，而且要計算壩體內(nèi)部 應(yīng)力也需要以邊緣應(yīng)力作為邊界條件。計算時，應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模和具體情況，沿壩高方向每隔一定高度（或斷面輪廓有突變處）切取水平截面作為計算截面。 圖 441 壩體應(yīng)力計算圖 （ 1）水平截面上的邊緣正應(yīng)力 y?? 和 y?? 假定任一水平截面上的垂直正應(yīng)力 y?? 呈直線分布，可用材料力學(xué)偏心受壓公式計算。 假定任一 水平截面上的垂直正應(yīng)力 y? 呈直線分布。 1:n1:mABB/ 2 B/ 2Adsdydyd x d xBdspd xBpd x(a )(b )(c )A?W?M ?Pxx?y?1??x??y??x??y??1??y?????? y???? ???yu?d?2266BMBWyBMBWy?????????????)124( — 式中 ?W — 作用在計算截面以上全部荷載的鉛直分力總和； ?M — 作用在計算截面以上全部荷載對截面形心的力矩總和； B — 計算截面沿上下有方向的寬度。 （ 2）邊緣剪應(yīng)力 ?? 和 ?? 求出 y?? 和 y?? 以后，可在上下游邊緣 A 、 B 點分別切取三角形微元體。根據(jù)力的平衡條件即可求得： np y )( ?? ????? （ 4— 13） mpy )( ???????? ?? （ 4— 14） 上兩式中 p? 、 p? — 計算截面處上下游壩面的水壓力強度（如有泥沙壓力和地震動水壓力時也應(yīng)計算在內(nèi)）； n 、 m — 上下游壩面坡率， utgn ?? ， dtgm ?? ， u? 、 d? 為上下游壩面與鉛直面的交角。 （ 3）鉛直面上的邊緣正應(yīng)力 x?? 和 x?? 求得 ?? 和 ?? 以后，由上下游壩體微元體的平衡條件 ? ?0xF 可求得 x?? 和 x?? 。 2)( nPP yx ?? ??????? （ 4— 15） 2)( mPP yx ??????????? ?? （ 4— 16） （ 4）邊緣主應(yīng)力 ?? 和 ?? 取三角微元體，按力的平衡條件 ? ?0yF 可得 221 )1( nPn y ?????? ?? （ 4— 17） 221 )1( mPm y ????????? ?? （ 4— 18） 顯然另一主應(yīng)力即為作用字壩面上的壓力強度，分別為 P???2? （ 4— 19） P???2? （ 4— 20）