土石壩穩(wěn)定分析ppt課件

1、4 4 土石壩穩(wěn)定分析土石壩穩(wěn)定分析一、概述一、概述二、荷載及組合二、荷載及組合 三、穩(wěn)定分析方法三、穩(wěn)定分析方法四、提高穩(wěn)定的工程措施四、提高穩(wěn)定的工程措施 土石壩在自重、水荷載、浸透壓力和地震荷載作用下，假設(shè)剖面尺寸不當(dāng)或壩體、壩基土料的抗剪強(qiáng)度缺乏，壩體或壩體連同部分地基發(fā)生滑動(dòng)，呵斥失穩(wěn)。壩基內(nèi)有脆弱夾層時(shí)，也能夠發(fā)生塑性流動(dòng)。飽和細(xì)沙受地震作用還能夠發(fā)生液化失穩(wěn)。分析目的： 分析壩體及壩基在各種不同條件下能夠產(chǎn)生的失穩(wěn)方式，校驗(yàn)其穩(wěn)定性，確定壩體經(jīng)濟(jì)剖面。失穩(wěn)特點(diǎn)： 壩體由散粒資料組成，不會(huì)出現(xiàn)整體滑動(dòng)或傾覆失穩(wěn)，只能夠發(fā)生部分失穩(wěn)破壞。一、穩(wěn)定分析概述一、穩(wěn)定分析概述穩(wěn)定破壞方式滑

2、動(dòng)： 壩或壩基資料的抗剪強(qiáng)度不夠，沿某一滑動(dòng)面向下坍滑。液化：細(xì)砂或均勻砂料，地震、打樁振動(dòng)、爆炸 飽和的松砂受振動(dòng)或剪切而發(fā)生體積收縮，孔隙水不能立刻排出，有效應(yīng)力轉(zhuǎn)化為孔隙應(yīng)力，砂土抗剪強(qiáng)度降低，砂料隨水的流動(dòng)而流散。 影響要素：有效粒徑小，孔隙比大，砂料均勻，受力體大，受力猛，透水性小，易液化。美國(guó)福特派克壩380萬(wàn)立方米的砂體在10分鐘內(nèi)流失；鐵路橋因火車(chē)振動(dòng)而液化。塑性流動(dòng)： 壩體或壩基剪應(yīng)力超越了土料抗剪強(qiáng)度，變形超越彈性極限值，壩坡或壩腳地基土被壓出或隆起，壩體產(chǎn)生裂痕或沉陷。軟粘土壩體容易發(fā)生。滑動(dòng)面外形1、曲面滑動(dòng)面 滑動(dòng)面頂部陡而底部漸緩，曲面近似圓弧，多發(fā)生于粘性土中。2

3、、折線滑動(dòng)面 多發(fā)生于非粘性土坡，如薄心墻壩、斜墻壩；折點(diǎn)普通在水面附近。3、復(fù)式滑動(dòng)面 厚心墻或粘土及非粘土構(gòu)成的多種土質(zhì)壩構(gòu)成復(fù)式滑動(dòng)面。當(dāng)壩基內(nèi)有脆弱夾層時(shí)，滑動(dòng)面不再向下深切，而沿夾層構(gòu)成曲、直組合的復(fù)式滑動(dòng)。荷載:1、壩體自重 壩體內(nèi)浸潤(rùn)線以上部分按濕容重計(jì)算，下游水位以上按飽和容重，下游水位以下部分按浮容重計(jì)算。 濕容重：?jiǎn)挝惑w積中土、水、空氣的分量。 飽和容重：水占滿了土中的空隙，單位體積內(nèi)水和土的分量。 浮容重：土的有效分量，等于飽和容重-12、浸透壓力： 動(dòng)水壓力方向與滲流方向一樣，作用于單位土體上的滲流力可按下式計(jì)算：f=j 式中為水的容重，j為浸透坡降 浸透壓力對(duì)邊坡穩(wěn)定

4、不利二、荷載及荷載組合二、荷載及荷載組合3、孔隙水壓力 土體可緊縮，水是不可緊縮的，且不能傳送剪力。當(dāng)土體孔隙飽和時(shí)，荷載由水來(lái)承當(dāng)，孔隙受壓排水后，土粒骨架開(kāi)場(chǎng)承當(dāng)有效應(yīng)力，孔隙水所承當(dāng)?shù)膽?yīng)力為孔隙應(yīng)力孔隙水應(yīng)力，兩者之和為總應(yīng)力。土體中有孔隙水壓力后，有效應(yīng)力降低，對(duì)穩(wěn)定不利。 粘性土在以下情況會(huì)產(chǎn)生孔隙水壓力：施工期；庫(kù)水位降落；地震時(shí)附加孔隙水壓力。 孔隙水壓力隨土料性質(zhì)、填土含水量、填筑速度、壩內(nèi)各點(diǎn)荷載和排水條件不同，隨時(shí)間變化，隨排水而變化。荷載組合 土石壩施工、蓄水和庫(kù)水位降落的各個(gè)時(shí)期不同荷載下，應(yīng)分別計(jì)算其穩(wěn)定性?？刂品€(wěn)定的有施工期包括開(kāi)工時(shí)、穩(wěn)定滲流期、庫(kù)水位降落期和正常

5、運(yùn)用遇地震四種工況，應(yīng)計(jì)算的內(nèi)容：施工期的上、下游壩坡；穩(wěn)定滲流期的上、下游壩坡；水庫(kù)水位降落期的上游壩坡；正常運(yùn)用遇地震的上、下游壩坡。 土石壩各種計(jì)算工況，土體的抗剪強(qiáng)度均應(yīng)采用有效應(yīng)力法計(jì)算：u)tan(c粘性土施工期同時(shí)采用總應(yīng)力法計(jì)算：uutanc粘性土庫(kù)水位降落期同時(shí)采用總應(yīng)力計(jì)算：cuccuctan式中： 為土體的抗剪強(qiáng)度標(biāo)為有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指、c法向有效應(yīng)力為孔隙壓力為u強(qiáng)度指標(biāo)剪、cu總為不排水u強(qiáng)度指標(biāo)剪、ccu總為固接不排水cu效應(yīng)力庫(kù)水位降落前的法向有為c三、穩(wěn)定分析三、穩(wěn)定分析 壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算應(yīng)采用剛體極限平衡法。對(duì)于均質(zhì)壩、厚斜墻壩和厚心墻壩，宜采用計(jì)及條塊間作用

6、力的簡(jiǎn)化畢肖普法；對(duì)于有脆弱夾層、薄斜墻、薄心墻壩的壩坡穩(wěn)定分析及任何壩型，可采用滿足力和力矩平衡的摩根斯頓普賴(lài)斯等分析。 非均質(zhì)壩體和壩基穩(wěn)定平安系數(shù)的計(jì)算應(yīng)思索平安系數(shù)的多極值特性。滑動(dòng)破壞面應(yīng)在不同的土層進(jìn)展分析比較，直到求得最小穩(wěn)定平安系數(shù)。四、提高穩(wěn)定的工程措施四、提高穩(wěn)定的工程措施 假設(shè)穩(wěn)定復(fù)核后平安系數(shù)不滿足設(shè)計(jì)要求，可在設(shè)計(jì)中放緩壩坡或提高土石料的填筑規(guī)范以添加壩體穩(wěn)定性。 對(duì)已建土石壩，可采用以下措施：壩腳加壓重或放緩壩坡；加強(qiáng)防滲、導(dǎo)滲措施；加固地基肚松衯宸肚松衯宸&愮鐝愮鐝D)? $?d悡悡!餯怉餯怉 扈鋹扈鋹A 嘬貑嘬貑 d?啃啃?d怉怉?4 癮癮?0?2l豀豀

7、/D 既既 脝脝?窗窗? 兡薊癟兡薊癟鑳鑳 D?兗兗? t 穃穃$0嬅嬅7D胒胒 d恆恆 溓溓?様様?鸙捐鸙捐 賰賰 u:hD j o?3葏蓇葏蓇 3繼傘繼傘銨銨? 3覌耺覌耺 缻缻D?B凓凓du鞁鞁 ?V悏悏鰒鸖鰒鸖 卯?huà)驄孛畫(huà)驄財(cái)@吚憢擛吚憢 塒塒鼢鼢 媀媀 ?塧塧X B ?6?鏃鏃P?塓塓 =?輧棵廤輧棵廤UQ嬹嬹?$嬭媇嬭媇- $?痁墢痁墢?頢頢 S ;聈聈 %讖蚩魅讖蚩魅婥婥? F ? ;u ?i7,嬤嬤;雞嶂嬇雞嶂嬇槣郬杽槣郬杽 gZ_ 摞摞?跌跌u孄孄?餽餽p嬑嬑 Jk萘秣萘秣?k賢賢wb#u 媜媜 7w兀兀?)鱱鱱H秒秒?Y? 麐麐z 蟏蟏?=?傉噲傉噲?w+鶋鶋| 渹渹?饓饓s

8、 詐詐?瘙瘙= 氙氙 ;鹵鹵?Y%惢惢_?&嬟嬸嬟嬸侢侢 ?S? V鄟鄟?佹饟佹饟 j oh?V 孁孁?3黷黷#嬘胳幥嬘胳幥 I鳻聾茓鳻聾茓 P$ ?荱嬞荱嬞稠稠- J 纉纉 焗豒焗豒m?u馫馫VI)H纞纞潈潈; 矸矸?撳塋撳塋!魄舩魄舩?屗塗屗塗$9鑺鑺 鋰鋰?艍艍)?婋婋Q浣浣=鼖鼖s顆顆F嬈嬈 ?2w聟聟F+W?:脄汄脄汄y賰亥賰亥I?p礪礪?wa飛飛;Z厬厬 圪圪?呂呂Z?拶拶?騚咡譪騚咡譪 4#漲漲?鞗籽鞗籽?菮菮=PM櫶櫶k?卌蠑卌蠑?q駜駜6項(xiàng)縠餗項(xiàng)縠餗q鷹鷹|U鬨鬨潷潷歒歒?淬盭睟覙淬盭睟覙6u姮姮?M+/l!ol 諉諉:?5?磐嵸磐嵸?錺潗錺潗 T?鈪醞鈪醞3h袳袳

9、牒牒 唣唣?罐罐CB? 捓捓鐒鐒k 挭挭鑈鑈p衈衈 聮嗌聮嗌 蜞蜞敏敏?l 孰孰PB潉潉?潕潕肚松衯肚松衯?雎?lián)]雎?lián)]=?牓牓2d?h糖糖 =M 痞痞 ?(瘣滸瘣滸?( h?棧哐棧哐鋃鋃$*?z 3蓚蓚W 傯傯= %u旄旄 冏冏?塧塧 ?腦腦?U ZYY h?w鵓鵓?鎂鎂+x脲燴脲燴哠哠K?q 梽桃梽桃 羀羀徬徬 ? w? 錭錭X?C?e ?gei鎃鎃+, nit噈鲃噈鲃 c ?u锳锳 9 硄硄 輕儍輕儍L8踇縎踇縎; W岐岐?u rH ?Wx鵛鵛 8 吷吷y 兞兞 戀戀W 六六 堲堲?-猴猴w兂兂.+嬼嬼? 墎墎 娮娮 ?嗠嗠鸊鸊GiJ倭倭r J ?侜侜! ?u? 唻蕛唻蕛? 凓凓 | ? 縖

10、鴰嬔縖鴰嬔r 責(zé)責(zé) | A伾伾 鼐鼐*?% 磣嬓冴磣嬓冴 苻苻 高高 Hv霼霼?m | 兪兪 T?4撠?fù)?? 聝聝 ?飌飌Z0?t蕞筍蕞筍 訌訌?3 髀続髀続c?p? t 壉鄪壉鄪Mr +?p ; 8齚齚 p 蕞驅(qū)蕞驅(qū)_嬝嬝3? ?%?佝較佝較#?u 嬻芺婩嬻芺婩 *?莀莀X _ ? 萄阯萄阯K詴詴qM? x拱曃拱曃 ?鳡鳡?+腰腰 +?艃艃? ?U? 葭葭?橗橗?岶岶 %媗祆媗祆 ?呿祴呿祴?峙峙 % Ms?叫叫 篂篂?X ?$ ?F笂笂 斚汶斚汶弸邏弸邏s?苾铏苾铏p蔭蔭淥淥? 呉坡呉坡Y詢(xún)生蓯籀詢(xún)生蓯籀 塡塠塡塠= ?鬋鬋 昆昆?SZ ?|_)5隠瑾隠瑾.觠觠0峗峗E ?王王?謷呻謷呻 u?蓌蓌 X0 ?艣艣專(zhuān)專(zhuān) ?u?V=Zt望望 ?v ;3蒛蒛h8#?d?z痣痣W兠兠 兯兯凔凔?黃黃T ? 彄貖彄貖 ? ty?嗥嗥 肻肻Bu SU? x墊侓墊侓?嬎嬎茆茆=D彎塎彎塎 偗偗aN? 婻婻 鞽咢鞽咢0v箅箅 _溹溹? ?J)橆橆1e ? c?r? 螢螢G ;烹烹2C ?c?炩炩 ?婾婾 U蔙蔙T宆宆 Q ?啪啪)u 鏗竗鏗竗?莙莙 0 釆釆U $_饎囕饎囕 雒雒 u ?w? 鍳鍳x ? ?) S tE媭媭E 鄫鄫P 鲉鲉 S現(xiàn)現(xiàn)