混凝土重力壩設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計說明書(編輯修改稿)
2024-10-04 15:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 揚 壓力浪 壓力冰 壓力地 震荷 載動 水壓 力土 壓力基 本組 合（1）設(shè) 計 洪 水 位 情 況12345特 殊組 合（1）校 核 洪 水 位 情 況12345 穩(wěn)定分析工程實踐和試驗研究表明，巖基上混凝土重力壩的失穩(wěn)破壞可能有兩種類型：一種是壩體沿抗剪能力不足的薄弱層面產(chǎn)生滑動，包括沿壩與基巖接觸面的滑動以及沿壩基巖體內(nèi)連續(xù)軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的深層滑動；另一種是在荷載作用下，上游壩踵以下巖體受拉產(chǎn)生傾斜裂縫以及下游壩趾巖體受壓發(fā)生壓碎區(qū)而引起傾斜破壞。圖 431 重力壩失穩(wěn)破壞示意圖（a）沿軟弱面深層滑動示意圖 (b)傾倒破壞示意圖在一般情況中只進行抗滑穩(wěn)定分析。本工程也只進行抗滑穩(wěn)定分析。1 抗滑穩(wěn)定計算公式目前常用的有兩種公式。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?，不計凝聚力。當(dāng)滑動面為水平面時，其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)可按下式計算 （4—9） 式中 ——作用于滑動面以上的力在鉛直方向投影的代數(shù)和； ——作用于滑動面上的力在水平方向投影的代數(shù)和； ——滑動面上的抗剪摩擦系數(shù)； ——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 （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)和。其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)由下式計算 （4—11）式中 —壩體與壩基面連接面的抗剪斷摩擦系數(shù)； —壩體與壩基連接面的抗剪斷凝聚力； —壩體與壩基連接面的面積；—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)、安全系數(shù)荷載組合壩 的 級 別123基本組合特殊組合（1）特殊組合（2）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)，凝聚力和抗剪摩擦系數(shù)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。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)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)力和假定任一水平截面上的垂直正應(yīng)力呈直線分布，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)力呈直線分布。 式中 —作用在計算截面以上全部荷載的鉛直分力總和； —作用在計算截面以上全部荷載對截面形心的力矩總和；—計算截面沿上下有方向的寬度。 （2）邊緣剪應(yīng)力和求出和以后，可在上下游邊緣、點分別切取三角形微元體。根據(jù)力的平衡條件即可求得： （4—13） （4—14）上兩式中 、—計算截面處上下游壩面的水壓力強度（如有
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