心墻堆石壩的水力劈裂分析

1、 基金項(xiàng)目 作者簡介 江蘇海安人 教授 心墻堆石壩的水力劈裂分析殷宗澤 土木工程學(xué)院 江蘇 南京摘要 本文詳細(xì)分析了它們 產(chǎn)生差異的原因 提出應(yīng)用有效應(yīng)力法計(jì)算心墻堆石壩初期有效應(yīng)力和水壓力 通過疊加得到總應(yīng)力 再與心墻前水壓力比較來判 這樣 通過控 制這些因素就可避免水力劈裂的發(fā)生 最后通過實(shí)例計(jì)算表明了該方法的合理性關(guān)鍵詞 土石壩 水力劈裂 防滲心墻 問題的提出水力 最著名 的是美國 壩失事事件 學(xué)者們?cè)谑潞笞隽舜罅康难芯?國 劃設(shè)計(jì) 圖 水力劈裂計(jì)算分析前者是計(jì)算心墻內(nèi)的總應(yīng)力 與墻前水 壓力相比來判別水力劈裂發(fā)生的可能 后者是計(jì)算心墻中的有效應(yīng)力 用有效應(yīng)力是否小于 來判別水 圖是筆者

2、 年對(duì)其中圖 圖中可見按總應(yīng)力法計(jì)算 而按有效應(yīng)力法計(jì)算出的有效中主應(yīng)力遠(yuǎn)大于 筆者 與合作者曾進(jìn)行過數(shù)十座高土石壩的計(jì)算分析 從未出現(xiàn)過有效應(yīng)力 哪怕是有效小主應(yīng)力小于 的情 步研究這兩種水力劈裂計(jì)算方法為什么會(huì)有如此大的差異 水力劈裂機(jī)理 因此需要從水力劈 它又有 個(gè)主應(yīng)力分量 小主應(yīng) 力不能用于比較 這是因?yàn)樾≈鲬?yīng)力作用面與防滲墻上游面大體平行 而防滲墻上游面正是水壓力作用 退一步說 因此 可以先排除 大主應(yīng)力和中主應(yīng)力小于水壓力 中主應(yīng)力方向與壩軸線方向大體接近 水壓力如果沿中主應(yīng)力 并使裂縫愈沖愈大 因此應(yīng)該 不應(yīng)該對(duì)分析水力劈裂帶來麻煩 這個(gè)被忽視的 也就是說 蓄水初期心墻內(nèi)部各點(diǎn)

3、的水壓 也并不等于墻上游面的水壓力 和的 因此蓄水初期心墻內(nèi) 總應(yīng)力法顯然用的是外水壓力 有效應(yīng)力是土體內(nèi)同一點(diǎn)的總應(yīng)力與水壓力因此先討論有效小主應(yīng)力都不可能小于 小于 實(shí)際上 不 會(huì)在心墻中出現(xiàn) 小于 蓄水初期 水荷載是從小主應(yīng) 力方向施加的因此有效小主應(yīng)力 小于 土體中某一面上有效應(yīng)力為 二是邊界面上的 水壓力突然增加 土體破壞形式 圖 由圖初期 心墻靠上游面土體中的水壓力 穩(wěn)定滲流期 心墻上游面水 圖內(nèi)水壓力都不會(huì)超過土體應(yīng)力 即不可能出現(xiàn) 小于 的情況 更不必提 小于在蓄水 初期 總應(yīng)力法用心墻內(nèi)靠近上游面位置處的土體總應(yīng)力與心墻前 水壓力相比較 這樣 水力劈裂的 水壓力的突變是 內(nèi)部 圖 比較了上游 由圖 產(chǎn)生水壓力突變 心墻水平面上的孔壓分布 如果土是完全 但對(duì)于非飽和土 孔隙中的空氣首先被壓 水力劈裂的合理分析方法 總應(yīng)力法用心墻內(nèi)的總應(yīng)力與上游水壓力相比來判別是否發(fā)生水力劈裂 是符合機(jī) 對(duì)應(yīng)的泊 和 而實(shí)際上 蓄水初期孔壓沒有消散 側(cè)向總應(yīng)力是較大的 法計(jì)算水力劈裂 用這種試驗(yàn)所得參數(shù)計(jì)算的泊松 總應(yīng)力法計(jì)算也不 方法 取心墻靠近上游面處各單元 由于是有效應(yīng)力法 本構(gòu)模型參數(shù)要用排用所提出的有效應(yīng)力法對(duì)糯扎渡土石壩作相應(yīng)計(jì)算考慮心墻料的滲透性及墻前水位上升速度等結(jié)果示于圖比較圖 這 改進(jìn)方法的計(jì)算結(jié)果 結(jié)論 設(shè)計(jì)中應(yīng)控制這些因 參 考文獻(xiàn) 黃文熙 沈珠