《土石壩的穩(wěn)定探析案例》1400字

土石壩的穩(wěn)定分析案例綜述1.1概述土石壩的壩體穩(wěn)定分析是在滲流分析的基礎(chǔ)上利用滲流計(jì)算所得的數(shù)據(jù)對(duì)土石壩壩體的穩(wěn)定進(jìn)行進(jìn)一步分析，并以此來判斷壩體設(shè)計(jì)是否合理，是初步設(shè)計(jì)中必不可少的一部分。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)應(yīng)選擇施工期、穩(wěn)定滲流期和庫(kù)水位降落期三個(gè)特殊時(shí)期對(duì)其所對(duì)應(yīng)的最小安全系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算，以此來判斷壩體是否穩(wěn)定。土石壩滑面實(shí)際形狀非常復(fù)雜，目前的研究還不夠。穩(wěn)定性計(jì)算通常采用滑動(dòng)面簡(jiǎn)化法和經(jīng)驗(yàn)法。在工程上常假定它是一個(gè)圓形曲面。土石壩的穩(wěn)定性程度的分析，具體原理過程參照《水工建筑物（第5版）》5.4土石壩的問抵擋分析，其中（6-1）如K值小于1，則表示壩坡是不穩(wěn)定的；如K值大于1，則表示壩坡是穩(wěn)定的。因此，在一般情況下都應(yīng)使所設(shè)計(jì)的壩坡的穩(wěn)定安全系數(shù)K略大于1，即達(dá)到既保證安全又不浪費(fèi)的目的。1.2計(jì)算工況與安全系數(shù)土石壩的穩(wěn)定性程度的分析是需要考慮穩(wěn)定滲流階段、水庫(kù)水位下降期兩種工程狀況。壩坡抗滑穩(wěn)定的最小安全系數(shù)的選擇可以比較下表6-1。表6-1壩坡抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)1.3穩(wěn)定分析基本原理及方法在本次設(shè)計(jì)中，采用瑞典圓弧法計(jì)算土石壩的穩(wěn)定，這種方法把復(fù)雜的滑動(dòng)面化簡(jiǎn)成圓弧形的面，滑動(dòng)面上的土體分開為為好幾條土條，不計(jì)算土條之間的作用。假若考慮穩(wěn)定的影響的時(shí)候加進(jìn)地震，就要用極限狀態(tài)評(píng)價(jià)法，但在這個(gè)設(shè)計(jì)中不考慮土間力。a圖6-2土條的劃分和作用力圖土條的劃分：將坍滑土體劃分成數(shù)個(gè)相等寬度的土條，使得每個(gè)土條的寬度b等于圓弧半徑R的1/m，m常取為10，即b=R/m=0.1R，把每個(gè)土條都進(jìn)行編號(hào)，記在下面的表6-2。表6-2壩坡坡度與、、、值關(guān)系表根據(jù)表6-2，上游壩坡β1=27°，β2=36，R1=0.75H，R土料的滑動(dòng)面與其凝聚性正相關(guān)，本次土石壩設(shè)計(jì)選取滑動(dòng)面與壩腳相交。坍滑土體中任一土條上的作用力有，土條自身的質(zhì)量，土條頂部的外部作用力，如果土條的兩側(cè)面在浸潤(rùn)線以下，此時(shí)土條局部要承受水壓力，分別以和來表示，土條底部滑動(dòng)面上的總凝聚力，如圖6-2b所示。根據(jù)公式（6-1）得（6-2）如果滑動(dòng)面平行于浸潤(rùn)線，則，當(dāng)壩坡面上無外部作用力時(shí)，則公式（6-2）可簡(jiǎn)化為（6-3）式中：——第n個(gè)土條底面與水平線的夾角；——第n個(gè)土條的有效內(nèi)摩擦角；——第n個(gè)土條的有效凝集力。土條自重為（6-4）式中：，；，；，；，所表示的是特定含水量下的高度和重度。由于土條的寬度為，因此對(duì)于第n個(gè)土條，有（6-5）（6-6）對(duì)于滑動(dòng)土體兩側(cè)的土條，其形狀接近于三角形，故可按三角形計(jì)算。若兩側(cè)土條的實(shí)際寬度為，則（6-7）（6-8）1.4穩(wěn)定分析計(jì)算（1）第一次嘗試算R=41.6m，b=5.2m。計(jì)算過程記入表6-3中。圖7-3正常蓄水位時(shí)上游壩坡穩(wěn)定分析圖a根據(jù)公式（6-3），6-3計(jì)算對(duì)應(yīng)于計(jì)算滑弧面的穩(wěn)定安全系數(shù)。符合穩(wěn)定要求。（2）第二次嘗試算R=38，b=3.6m。計(jì)算過程計(jì)入表7-4中。圖6-4正常蓄水位時(shí)上游壩坡穩(wěn)定分析圖b根據(jù)公式（6-3），表6-4計(jì)算對(duì)應(yīng)于計(jì)算滑弧面的穩(wěn)定安全系數(shù)。，符合穩(wěn)定要求。（3）第三次試算R=176m，b=17.6m。計(jì)算過程記入表6-5中。圖6-5正常蓄水位時(shí)上游壩坡穩(wěn)定分析圖c根據(jù)公式（6-3），表6-5計(jì)算對(duì)應(yīng)于計(jì)算滑弧面的穩(wěn)定安全系數(shù)。，符合穩(wěn)定要求。表6-3正常蓄水位時(shí)上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算表a表6-4正常蓄水位時(shí)上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算表表6-5正常蓄水位時(shí)上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算表c1.5穩(wěn)定綜合分析將上述三種情況的穩(wěn)定分析結(jié)果記入表6-12中表6-12穩(wěn)定分析成果表坡面分析工況滑動(dòng)面半徑R（m）計(jì)算安全系數(shù)K規(guī)范規(guī)定安全系數(shù)K上游壩坡正常蓄水位521.681.15471.51441.42下游壩坡正常蓄水位471.321.15491.1244