【摘 要】本文采用二維剛體法對某重力壩溢流壩段的壩基深層抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)進行了計算分析,結(jié)果表明,溢流壩段在正常蓄水位工況和校核洪水位工況下,所取9個滑面組合在抗剪斷指標(biāo)參數(shù)下的安全系數(shù)都大于規(guī)范允許值3.0,在抗剪指標(biāo)參數(shù)下的安全系數(shù)都大于規(guī)范允許值1.05,溢流壩段壩體整體穩(wěn)定性好。
【關(guān)鍵詞】重力壩;深層抗滑;剛體法;穩(wěn)定計算
0 引言
某水電站樞紐工程建筑物由擋水建筑物、溢流表孔、沖沙底孔、電站取水口等組成。擋水建筑物為碾壓混凝土重力壩,溢流壩段最大壩高80m。依據(jù)《水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計安全標(biāo)準(zhǔn)》(DL5180-2003)規(guī)定,工程等別為Ⅲ等,工程規(guī)模為中型;樞紐主要建筑物為3級,大壩安全級別為II級。對于重力壩的深層抗滑穩(wěn)定性,目前在國內(nèi)外一般均按平面剛體極限平衡計算,其安全系數(shù)多按定值法取值,并與相應(yīng)采用的方法、參數(shù)相配套,且根據(jù)工程實踐經(jīng)驗,不斷做相應(yīng)的調(diào)整[1-2]。
1 重力壩深層抗滑穩(wěn)定計算的二維剛體法原理
2 計算結(jié)果分析
計算工況采用正常蓄水位的基本組合,上游水位900.00m,下游水位845.00m。計算荷載包括大壩及滑動面以上巖體自重、上下游水壓力、揚壓力,排水幕處滲透壓力折減系數(shù)α=0.25。參數(shù)取抗剪斷和抗剪指標(biāo)參數(shù),采用等安全系數(shù)法分別取9個典型危險組合滑面進行計算:
、俚谝唤M取向下游傾斜的單滑面,由壩踵滑入,從沖坑底部滑出。
、诘诙M取雙滑面,由壩踵滑入向下,至下游護袒中間折向沖坑強風(fēng)化和微風(fēng)化的交界線。
③第三組取雙滑面,由壩踵滑入向下,至下游護袒首端折向沖坑強風(fēng)化和微風(fēng)化的交界線。
④第四組取雙滑面,由壩踵滑入向下,至下游護袒首端折向沖坑強風(fēng)化層的頂端。
、莸谖褰M取雙滑面,由壩踵滑入向下,至下游護袒末端折向沖坑強風(fēng)化和微風(fēng)化的交界線。
、薜诹M取雙滑面,由壩踵滑入垂直向下,再折向沖坑強風(fēng)化和微風(fēng)化的交界線。
、叩谄呓M取雙滑面,由壩踵滑入垂直向下,再折向沖坑微風(fēng)化和弱風(fēng)化的交界線。
、嗟诎私M取雙滑面,由壩踵滑入向下,至下游壩體和護袒接逢處折向沖坑強風(fēng)化和微風(fēng)化的交界線。
、岬诰沤M取雙滑面,由壩踵滑入垂直向下,再折向沖坑強風(fēng)化層頂端。
在正常蓄水位工況下,所取9個典型滑面在抗剪斷指標(biāo)參數(shù)下計算,安全系數(shù)均滿足要求,第四組滑面的安全系數(shù)最小,K=5.88;在抗剪指標(biāo)參數(shù)下,只有第四組安全系數(shù)K′=1.17>1.05,其余的滑面組合安全系數(shù)均大于1.3。在抗剪指標(biāo)參數(shù)下,存在四組危險滑面,即第1、4、8、9組滑面,安全系數(shù)分別為1.67、1.17、1.61和1.71。第四組組合滑面的安全系數(shù)最小,由于滑面通過下游的強風(fēng)化層,并且兩個滑面的傾角都比較危險,導(dǎo)致安全系數(shù)明顯降低。
在校核洪水位工況下,所取9個典型滑面在抗剪斷指標(biāo)參數(shù)下計算,安全系數(shù)均滿足要求,第四組滑面的安全系數(shù)最小,K=5.56;在抗剪指標(biāo)參數(shù)下,存在四組危險滑面,即第1、4、8、9組滑面,安全系數(shù)分別為1.46、1.42、1.38和1.47。
3 結(jié)語
采用剛體法對表孔溢流壩段的壩基深層抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)進行了計算,結(jié)果表明壩基深層抗滑穩(wěn)定具有足夠的安全度。正常蓄水位和校核洪水位工況,所選取的9個滑面組合的抗剪斷安全系數(shù)都大于規(guī)范要求值3.0,其中滑面5的安全系數(shù)最大,為9.51,第四組滑面的安全系數(shù)最小,為5.56;抗剪安全系數(shù)都大于規(guī)范值1.05,其中滑面6的安全系數(shù)最大,為2.94,第四組滑面的安全系數(shù)最小,為1.17,第四組滑面最危險。
【參考文獻】
[1]林繼鏞.水工建筑物.4版[M].北京:中國水利水電出版社,2009.
[2]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編寫組.DL 5108-1999 混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國電力出版社,2000.
0 引言
某水電站樞紐工程建筑物由擋水建筑物、溢流表孔、沖沙底孔、電站取水口等組成。擋水建筑物為碾壓混凝土重力壩,溢流壩段最大壩高80m。依據(jù)《水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計安全標(biāo)準(zhǔn)》(DL5180-2003)規(guī)定,工程等別為Ⅲ等,工程規(guī)模為中型;樞紐主要建筑物為3級,大壩安全級別為II級。對于重力壩的深層抗滑穩(wěn)定性,目前在國內(nèi)外一般均按平面剛體極限平衡計算,其安全系數(shù)多按定值法取值,并與相應(yīng)采用的方法、參數(shù)相配套,且根據(jù)工程實踐經(jīng)驗,不斷做相應(yīng)的調(diào)整[1-2]。
1 重力壩深層抗滑穩(wěn)定計算的二維剛體法原理
2 計算結(jié)果分析
計算工況采用正常蓄水位的基本組合,上游水位900.00m,下游水位845.00m。計算荷載包括大壩及滑動面以上巖體自重、上下游水壓力、揚壓力,排水幕處滲透壓力折減系數(shù)α=0.25。參數(shù)取抗剪斷和抗剪指標(biāo)參數(shù),采用等安全系數(shù)法分別取9個典型危險組合滑面進行計算:
、俚谝唤M取向下游傾斜的單滑面,由壩踵滑入,從沖坑底部滑出。
、诘诙M取雙滑面,由壩踵滑入向下,至下游護袒中間折向沖坑強風(fēng)化和微風(fēng)化的交界線。
③第三組取雙滑面,由壩踵滑入向下,至下游護袒首端折向沖坑強風(fēng)化和微風(fēng)化的交界線。
④第四組取雙滑面,由壩踵滑入向下,至下游護袒首端折向沖坑強風(fēng)化層的頂端。
、莸谖褰M取雙滑面,由壩踵滑入向下,至下游護袒末端折向沖坑強風(fēng)化和微風(fēng)化的交界線。
、薜诹M取雙滑面,由壩踵滑入垂直向下,再折向沖坑強風(fēng)化和微風(fēng)化的交界線。
、叩谄呓M取雙滑面,由壩踵滑入垂直向下,再折向沖坑微風(fēng)化和弱風(fēng)化的交界線。
、嗟诎私M取雙滑面,由壩踵滑入向下,至下游壩體和護袒接逢處折向沖坑強風(fēng)化和微風(fēng)化的交界線。
、岬诰沤M取雙滑面,由壩踵滑入垂直向下,再折向沖坑強風(fēng)化層頂端。
在正常蓄水位工況下,所取9個典型滑面在抗剪斷指標(biāo)參數(shù)下計算,安全系數(shù)均滿足要求,第四組滑面的安全系數(shù)最小,K=5.88;在抗剪指標(biāo)參數(shù)下,只有第四組安全系數(shù)K′=1.17>1.05,其余的滑面組合安全系數(shù)均大于1.3。在抗剪指標(biāo)參數(shù)下,存在四組危險滑面,即第1、4、8、9組滑面,安全系數(shù)分別為1.67、1.17、1.61和1.71。第四組組合滑面的安全系數(shù)最小,由于滑面通過下游的強風(fēng)化層,并且兩個滑面的傾角都比較危險,導(dǎo)致安全系數(shù)明顯降低。
在校核洪水位工況下,所取9個典型滑面在抗剪斷指標(biāo)參數(shù)下計算,安全系數(shù)均滿足要求,第四組滑面的安全系數(shù)最小,K=5.56;在抗剪指標(biāo)參數(shù)下,存在四組危險滑面,即第1、4、8、9組滑面,安全系數(shù)分別為1.46、1.42、1.38和1.47。
3 結(jié)語
采用剛體法對表孔溢流壩段的壩基深層抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)進行了計算,結(jié)果表明壩基深層抗滑穩(wěn)定具有足夠的安全度。正常蓄水位和校核洪水位工況,所選取的9個滑面組合的抗剪斷安全系數(shù)都大于規(guī)范要求值3.0,其中滑面5的安全系數(shù)最大,為9.51,第四組滑面的安全系數(shù)最小,為5.56;抗剪安全系數(shù)都大于規(guī)范值1.05,其中滑面6的安全系數(shù)最大,為2.94,第四組滑面的安全系數(shù)最小,為1.17,第四組滑面最危險。
【參考文獻】
[1]林繼鏞.水工建筑物.4版[M].北京:中國水利水電出版社,2009.
[2]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編寫組.DL 5108-1999 混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國電力出版社,2000.