第二章重力壩-§3重力壩抗滑穩(wěn)定分析

河北工程大學(xué)水電學(xué)院水利系.◎高等學(xué)校水利水電工程專(zhuān)業(yè)第二章重力壩◎.§1概述§2重力壩荷載及其組合§3重力壩抗滑穩(wěn)定分析§4重力壩應(yīng)力分析§5非溢流壩剖面設(shè)計(jì)§6溢流壩設(shè)計(jì)§7重力壩壩身泄水孔§8重力壩材料與構(gòu)造§9重力壩地基處理§10其他型式重力壩§3

重力壩抗滑穩(wěn)定分析◎主要內(nèi)容、重點(diǎn)內(nèi)容：重力壩失穩(wěn)形式、分析方法、公式，提高重力壩穩(wěn)定性的工程措施重點(diǎn)：抗剪、抗剪斷分析方法及公式增加穩(wěn)定的工程措施◎一、概述重力壩失穩(wěn)形式——擋水后沿壩基面等滑動(dòng)失穩(wěn)抗滑穩(wěn)定分析目的：驗(yàn)算如下部位的抗滑穩(wěn)定安全度壩基面壩基內(nèi)深層軟弱結(jié)構(gòu)面岸坡壩段壩基面計(jì)算單元：1m壩段or橫縫間壩段預(yù)備知識(shí)：力學(xué)簡(jiǎn)化（理力）◎二、沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析1、抗剪強(qiáng)度公式概念：本理論認(rèn)為壩基面等滑動(dòng)面：只是一摩擦接觸面而非膠結(jié)面抗滑力：由面上的摩擦力產(chǎn)生滑動(dòng)力=滑動(dòng)面以上全部荷載沿滑動(dòng)面的切向分量抗滑力與滑動(dòng)力之比，反映壩體抗滑穩(wěn)定安全度，稱(chēng)K安全系數(shù)K公式：◎二、沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析——抗剪強(qiáng)度公式當(dāng)壩基面傾斜β角時(shí)K公式，求出沿壩基面的法向力×摩擦系數(shù)f和切向力，則得K式：◎二、沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析——抗剪強(qiáng)度公式f確定：由地質(zhì)、試驗(yàn)、設(shè)計(jì)三方人員確定，一般f=0.5~0.8該式特點(diǎn)：面上凝聚力作為安全儲(chǔ)備未計(jì)入，故K值偏小。容許值[K]見(jiàn)規(guī)范，根據(jù)壩級(jí)別、荷載組合情況確定，[K]=1.0-1.1，見(jiàn)P24?！蚨?、沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析2、抗剪斷強(qiáng)度公式概念：本理論認(rèn)為砼與壩基之間是接觸良好的膠結(jié)面，僅當(dāng)面上發(fā)生有剪切、斷裂、屈服等破壞時(shí)才形成滑動(dòng)通道，使壩體滑動(dòng)失穩(wěn)抗滑力：由面上抗剪斷摩擦力和凝聚力共同產(chǎn)生滑動(dòng)力=滑動(dòng)面以上全部荷載沿滑動(dòng)面的切向分量（同上）抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K’公式：◎二、沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析2、抗剪斷強(qiáng)度公式f’、c’值確定：根據(jù)材料破壞試驗(yàn)，一般:f’=0.8-1.8；c’=0.2-0.4MPa規(guī)范[k’]值：不區(qū)分工程級(jí)別，只考慮荷載組合基本組合3.0特（1）組合2.5特（2)組合2.3◎二、沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析3、砼重力壩失穩(wěn)機(jī)理（根據(jù)理論、試驗(yàn)、原型觀測(cè)獲知）：先在壩踵膠結(jié)面處出現(xiàn)微裂松弛區(qū)隨后壩趾膠結(jié)面處出現(xiàn)局部剪切屈服區(qū)域，逐漸增大向上游延伸，形成滑動(dòng)通道，導(dǎo)致壩體失穩(wěn)，沿壩基滑動(dòng)。◎二、沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析4、二公式比較：抗剪確定公式（1），形式簡(jiǎn)單，f選擇經(jīng)驗(yàn)豐富，應(yīng)用廣，但忽略了壩體與基巖的膠結(jié)作用，不能完全反映壩實(shí)際工作狀況抗剪斷公式（2），直接用接觸面上的抗剪斷參數(shù)f’、c’，物理概念明確，較符合壩的知己工況規(guī)范建議：當(dāng)壩基內(nèi)不存在可能導(dǎo)致深層滑動(dòng)的軟弱面時(shí)，應(yīng)按（2）計(jì)算；對(duì)中型工程中的中、低壩也可按（1）計(jì)算◎二、沿壩基面的抗滑穩(wěn)定分析新規(guī)范公式：S≤R，即◎三、深層抗滑穩(wěn)定分析1、原因——當(dāng)壩基內(nèi)有軟弱結(jié)構(gòu)面時(shí)，水壓力作用下，壩體可能連同部分壩基沿其滑動(dòng)。2、分析方法有：剛體極限平衡法、有限元法3、滑動(dòng)失穩(wěn)形式：?jiǎn)涡泵嫔顚踊瑒?dòng)、雙裂面~◎三、深層抗滑穩(wěn)定分析單斜面深層抗滑穩(wěn)定公式——?jiǎng)傮w極限平衡法

當(dāng)整個(gè)滑動(dòng)面均為軟弱結(jié)構(gòu)面時(shí)，面上凝聚力接近于零，取抗剪強(qiáng)度公式滑動(dòng)面傾向上游取+號(hào)，

傾向下游取-號(hào)[K]目前無(wú)明確規(guī)定，有建議取1.05-1.3或比表2-8值提高25%-30%f值試驗(yàn)確定◎三、深層抗滑穩(wěn)定分析當(dāng)滑動(dòng)面僅一部分為軟弱結(jié)構(gòu)面時(shí)，其余部分切穿巖基or砼時(shí)，取抗剪斷強(qiáng)度公式：f‘、c’試驗(yàn)確定[K’]≥2.5◎四、岸坡壩段抗滑穩(wěn)定失穩(wěn)原因：岸坡壩段壩基面傾向河床中央，除在水壓力作用下有向下游滑動(dòng)趨勢(shì)外，在豎向荷載作用下，還有向河床中央的滑動(dòng)趨勢(shì)，屬于空間問(wèn)題。受力分析：取一個(gè)壩段分析，設(shè)岸坡傾角θ，壩塊重W，壩基面上揚(yáng)壓力U，上游壩面水壓力P，壩基面的抗剪強(qiáng)度參數(shù)f或f′和c′，滑動(dòng)面積A。◎四、岸坡壩段抗滑穩(wěn)定