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某重力坝溢流坝段深层抗滑稳定计算分析
日期:2016/8/10             来源:土木工程网  
【摘 要】本文采用二维刚体法对某重力坝溢流坝段的坝基深层抗滑稳定安全系数进行了计算分析,结果表明,溢流坝段在正常蓄水位工况和校核洪水位工况下,所取9个滑面组合在抗剪断指标参数下的安全系数都大于规范允许值3.0,在抗剪指标参数下的安全系数都大于规范允许值1.05,溢流坝段坝体整体稳定性好。 
【关键词】重力坝;深层抗滑;刚体法;稳定计算 
  0 引言 
  某水电站枢纽工程建筑物由挡水建筑物、溢流表孔、冲沙底孔、电站取水口等组成。挡水建筑物为碾压混凝土重力坝,溢流坝段最大坝高80m。依据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003)规定,工程等别为Ⅲ等,工程规模为中型;枢纽主要建筑物为3级,大坝安全级别为II级。对于重力坝的深层抗滑稳定性,目前在国内外一般均按平面刚体极限平衡计算,其安全系数多按定值法取值,并与相应采用的方法、参数相配套,且根据工程实践经验,不断做相应的调整[1-2]。 
  1 重力坝深层抗滑稳定计算的二维刚体法原理 
  2 计算结果分析 
  计算工况采用正常蓄水位的基本组合,上游水位900.00m,下游水位845.00m。计算荷载包括大坝及滑动面以上岩体自重、上下游水压力、扬压力,排水幕处渗透压力折减系数α=0.25。参数取抗剪断和抗剪指标参数,采用等安全系数法分别取9个典型危险组合滑面进行计算: 
  ①第一组取向下游倾斜的单滑面,由坝踵滑入,从冲坑底部滑出。 
  ②第二组取双滑面,由坝踵滑入向下,至下游护袒中间折向冲坑强风化和微风化的交界线。 
  ③第三组取双滑面,由坝踵滑入向下,至下游护袒首端折向冲坑强风化和微风化的交界线。 
  ④第四组取双滑面,由坝踵滑入向下,至下游护袒首端折向冲坑强风化层的顶端。 
  ⑤第五组取双滑面,由坝踵滑入向下,至下游护袒末端折向冲坑强风化和微风化的交界线。 
  ⑥第六组取双滑面,由坝踵滑入垂直向下,再折向冲坑强风化和微风化的交界线。 
  ⑦第七组取双滑面,由坝踵滑入垂直向下,再折向冲坑微风化和弱风化的交界线。 
  ⑧第八组取双滑面,由坝踵滑入向下,至下游坝体和护袒接逢处折向冲坑强风化和微风化的交界线。 
  ⑨第九组取双滑面,由坝踵滑入垂直向下,再折向冲坑强风化层顶端。 
  在正常蓄水位工况下,所取9个典型滑面在抗剪断指标参数下计算,安全系数均满足要求,第四组滑面的安全系数最小,K=5.88;在抗剪指标参数下,只有第四组安全系数K′=1.17>1.05,其余的滑面组合安全系数均大于1.3。在抗剪指标参数下,存在四组危险滑面,即第1、4、8、9组滑面,安全系数分别为1.67、1.17、1.61和1.71。第四组组合滑面的安全系数最小,由于滑面通过下游的强风化层,并且两个滑面的倾角都比较危险,导致安全系数明显降低。 
  在校核洪水位工况下,所取9个典型滑面在抗剪断指标参数下计算,安全系数均满足要求,第四组滑面的安全系数最小,K=5.56;在抗剪指标参数下,存在四组危险滑面,即第1、4、8、9组滑面,安全系数分别为1.46、1.42、1.38和1.47。 
  3 结语 
  采用刚体法对表孔溢流坝段的坝基深层抗滑稳定安全系数进行了计算,结果表明坝基深层抗滑稳定具有足够的安全度。正常蓄水位和校核洪水位工况,所选取的9个滑面组合的抗剪断安全系数都大于规范要求值3.0,其中滑面5的安全系数最大,为9.51,第四组滑面的安全系数最小,为5.56;抗剪安全系数都大于规范值1.05,其中滑面6的安全系数最大,为2.94,第四组滑面的安全系数最小,为1.17,第四组滑面最危险。 
  【参考文献】 
  [1]林继镛.水工建筑物.4版[M].北京:中国水利水电出版社,2009. 
  [2]中华人民共和国行业标准编写组.DL 5108-1999 混凝土重力坝设计规范[S].北京:中国电力出版社,2000. 
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