重力壩的穩(wěn)定分析課件

第三章 重力壩1§3-1

概述§3-2

重力壩的穩(wěn)定分析§3-3

重力壩的剖面設(shè)計(jì)§3-4

泄水重力壩§3-5

重力壩的地基處理§3-6

重力壩的材料、混凝土分區(qū)及壩體構(gòu)造§3-7§3-8§3-9碾壓混凝土重力壩其他形式重力壩

支墩壩§3-1

概述2一．重力壩的工作原理工作原理：依靠壩體自重在壩基上產(chǎn)生的摩擦力和壩體與地基之間的凝聚力來抵抗壩體前的水平水壓力以滿足抗滑動(dòng)穩(wěn)定，以壩體自重在水平截面上產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵抗由于水壓力所引起的拉應(yīng)力以滿足強(qiáng)度要求和抗傾覆穩(wěn)定。二．重力壩的特點(diǎn)：31、可以布置壩頂溢洪道和壩身泄水孔，泄流量大，便于施工階段后期導(dǎo)流；、結(jié)構(gòu)和斷面形狀簡(jiǎn)單，便于機(jī)械化施工，模板用量少，且可大量使用定型模板；、對(duì)地形地質(zhì)條件的適應(yīng)性較好，一般具有足夠強(qiáng)度的巖基均可滿足要求；、壩體與地基的接觸面大，受揚(yáng)壓力的影響大，壩體內(nèi)的壓應(yīng)力一般不大，不能充分利用混凝土材料抗壓強(qiáng)度大的特點(diǎn)；5、壩體體積大，水泥用量多，澆筑時(shí)水泥水化熱散發(fā)困難，易形成裂縫，故施

工階段溫度控制要求高。為了克服重力壩固有的缺點(diǎn)，在實(shí)體重力壩的基礎(chǔ)上發(fā)展出了寬縫重力壩、空腹重力壩、預(yù)應(yīng)力重力壩等型式，減

少了混凝土工程量，降低了揚(yáng)壓力，較

好地利用了混凝土材料的強(qiáng)度。4剖面設(shè)計(jì)：擬定重力壩的剖面形狀和尺寸；穩(wěn)定分析：驗(yàn)算壩體沿壩基面或地基中軟弱結(jié)構(gòu)面的抗滑穩(wěn)定的安全度；3、應(yīng)力分析：計(jì)算壩體各部位的應(yīng)力分布狀況，在壩體設(shè)計(jì)滿足應(yīng)力分布的條件下，保證壩體和壩基的強(qiáng)度；4．設(shè)計(jì)：確定壩體的細(xì)部構(gòu)造；5三．重力壩的設(shè)計(jì)內(nèi)容三．重力壩的設(shè)計(jì)內(nèi)容6地基處理設(shè)計(jì)：根據(jù)地基條件，提出防滲、排水、軟弱破碎帶的處理方案；溢流重力壩和泄水重力壩的孔口設(shè)計(jì)：確定堰的型式、高程、孔口尺寸、體形、消能防沖措施；監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)：確定壩體內(nèi)部和外部觀測(cè)用儀表和布置方案?！?-2

重力壩的穩(wěn)定分析7一．重力壩失穩(wěn)的幾種可能性–1．由于某一截面抗剪強(qiáng)度不足，導(dǎo)致剪切破壞并產(chǎn)生滑動(dòng)。–2．由于繞壩趾的傾覆力矩大于抗傾覆力矩而發(fā)生傾覆。–3．由于揚(yáng)壓力大于壩體自重導(dǎo)致壩體浮起。二．沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析1．摩擦公式一般f=0.5~0.8，–根據(jù)規(guī)范規(guī)定，[K]值：基本組合：1.05~1.10， 特殊組合：1.0~1.05–當(dāng)壩基面為水平面時(shí)，公式簡(jiǎn)化為：?UWP8二．沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析2．抗剪斷強(qiáng)度公式考慮壩體與地基間的膠結(jié)力，則得到抗剪斷強(qiáng)度公式為：–取值可參見天大教材P52表3-6–f’——抗剪斷摩擦系數(shù)–c’——抗剪斷凝聚力–安全系數(shù)K’s取值，對(duì)于基本荷載組合，取3.0；在考慮校核洪水時(shí)的特殊組合，取2.5；在考慮地震出現(xiàn)時(shí)的特殊組合，取2.3。9三．深層抗滑穩(wěn)定分析1．單斜面抗滑穩(wěn)定分析將滑動(dòng)面以上的壩體和地基視為一體，按抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算即可。fB——滑動(dòng)面上的抗剪斷屈服極限強(qiáng)度摩擦系數(shù)；

CB——滑動(dòng)面上的抗剪斷屈服極限強(qiáng)度凝聚力。

當(dāng)滑動(dòng)面傾向上游時(shí)，選用“+ΣPsinβ”和“-ΣWsinβ”；當(dāng)滑動(dòng)面傾向下游時(shí)，選用“-ΣPsinβ”和“+ΣWsinβ”。一般地K=1.1~1.3。10βUWΣPRΨβαDBACU2U1W2W1P單斜面抗滑穩(wěn)定分析圖112．雙斜面抗滑穩(wěn)定分析（1）方法：剩余推力法、被動(dòng)抗力法、等安全系數(shù)法–剩余推力法：令A(yù)BD區(qū)處于極限平衡狀態(tài)，求出R對(duì)于BCD區(qū)，如能滿足抗滑穩(wěn)定，則整體滿足抗滑穩(wěn)定。得12等安全系數(shù)法ABD區(qū)和BCD區(qū)的抗滑穩(wěn)定計(jì)算式分別為：13令K1=K2，求出R，代回上述兩式中，算出K1和K2，若大于等于允許值，則滿足穩(wěn)定要求。四．提高壩體抗滑穩(wěn)定性的措施141．利用水重：上游面傾向上游；2．壩基開挖成略向上游傾斜的面或成齒狀開挖；3．設(shè)置齒墻，增大滑動(dòng)體重量，從而增加抗