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正文內(nèi)容

水工建筑物課程設(shè)計南崗粘土心墻土壩樞紐設(shè)計(編輯修改稿)

2025-06-27 18:07 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 234,5正常運行條件非正常運行條件(a)非正常運行條件(b)正常運行條件下的超高d= 正常運行條件下的超高d=Z正=根據(jù)已知ZV關(guān)系由線性內(nèi)差法得校核和設(shè)計水位如下Z校核=Z設(shè)計=設(shè)計水位加正常運行條件下的超高H=+=正常蓄水位加正常運行條件下的超高H=+=校核洪水位加非正常運行條件下的超高H=+=正常蓄水位加非正常運行條件下的超高H=+=綜上Hmax=(2) 壩頂寬度B根據(jù)SL2742001《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》規(guī)定:高壩頂寬可選為1015m,中低壩頂寬可選為510m則該壩壩頂寬度B=12m 穩(wěn)定計算土壩失穩(wěn)的形式,主要是壩坡或壩坡連同部分壩基沿某一剪切破壞面的滑動。穩(wěn)定計算的目的是核算初擬的壩剖面尺寸在各種運用情況下壩坡是否安全、經(jīng)濟。土石壩滑動面的形式有:曲線滑動面; 直線或折線滑動面;復(fù)合滑動面。荷載及其組合:1)荷載:自重、滲透力、孔隙水壓力、地震荷載。2)荷載組合(正常運用條件):水庫蓄滿水(正常高水位或設(shè)計洪水位)時,下游壩坡的穩(wěn)定計算; 上游庫水位最不利時,上游壩坡的穩(wěn)定計算; 庫水位正常行降落,上游壩坡內(nèi)產(chǎn)生滲透力時,上游壩坡的穩(wěn)定計算。 要求的抗滑穩(wěn)定系數(shù)對于非常運用條件(考慮孔隙水壓力時)下。土石壩的穩(wěn)定分析對于均質(zhì)壩、厚墻壩和厚心墻壩來說,滑動面往往接近于圓弧,故采用圓弧滑動法進行壩坡穩(wěn)定分析。為了簡化計算和得到較為準確的結(jié)果,常采用條分法。規(guī)范采用的圓弧滑動靜力計算公式有兩種:一是不考慮條塊間作用力的瑞典圓弧法,一是考慮條塊間作用力的畢肖普法。由于瑞典圓弧法不考慮相鄰?fù)翖l間的作用力,因而計算結(jié)果偏于保守。若計算時假定相鄰?fù)翖l界面上切向力為零,即只考慮條塊間的水平作用力,就是簡化畢肖普法。此壩用瑞典圓弧滑動法。 假定滑動面為圓柱面,將滑動面內(nèi)土體是為剛體,邊坡失穩(wěn)時該土體繞滑弧圓心O作轉(zhuǎn)動。分析計算時常沿壩軸線取單寬壩體,按平面問題采用條分法,將滑動土體按一定的寬度(通常寬度b=)分為若干個鉛直土條,不計相鄰?fù)翖l間的作用力分別計算出土條對圓心O的抗滑力矩Mr和滑動力矩Ms,再分別求其總和。當(dāng)土體繞O點的抗滑力矩Mr大于滑動力矩Ms,壩坡保持穩(wěn)定,反之,壩坡則喪失穩(wěn)定。將滑弧內(nèi)土體用鉛直線分成12個條塊,為方便計算,取各土條塊寬度b=R/10=(取R=)。對各土條進行編號,以圓心正下方的一條編號為i=0,并依次向上游為i=1,2,3,……向下游為i=1,2,3,……如圖示圖二 瑞典條分法穩(wěn)定分析不計相鄰條塊間的作用力,任取第i條為例進行分析,作用在該條塊上的作用力如下:1)土條自重Gi,方向垂直向下,其值為,其中、分別表示該土條中對應(yīng)土層的重度,、分別表示相應(yīng)的土層高度,b為土層寬度,可以將Gi沿滑弧面的法向和切向進行分解,得法向分力,切向分力。2)作用于該土條底面上的法向反力與大小相等、方向相反。3)作用于土條底面上的抗剪力,其可能發(fā)揮的最大值等于土條底面上土體的抗剪強度與滑弧長度的乘積,方向與滑動方向相反。根據(jù)以上作用力,可求得邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為式中,為i土條底面上的弧長。若計算時考慮孔隙水壓力作用,可采用總應(yīng)力法或有效應(yīng)力法:總應(yīng)力法計算抗滑力時采用快剪或三軸不排水剪強度指標:有效應(yīng)力法計算滑動面的滑動力時,采用有效應(yīng)力指標和,根據(jù)以往實際工程經(jīng)驗取=400,c=40kPa, , , ,此時,壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)為式中,為作用于i土條底面的孔隙壓力。部分計算結(jié)果見下表表4 瑞典條分法計算結(jié)果土條編號340294014000140115402403404640540604070408040在非常運用條件下,即考慮孔隙水壓力時,壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)為
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