重力坝的抗滑稳定分析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,水工建筑物习题课,重力坝的抗滑稳定分析,1,、沿坝基面的抗滑稳定分析,单一安全系数法、极限状态分析法,（,1,）抗剪强度公式,Ks=,f(W,-U)/ P,（,2,）抗剪断公式,Ks=,f(W-U)+cA,/ P,2,、刚体极限平衡法,（,1,）单斜面深层抗滑稳定计算,当整个可能滑动面基本上都由软弱结构面构成,时，宜用抗剪强度公式计算，,Ks,值用,1.051.3,；,可能滑动面仅一部分通过软弱结构面，其余部,分切穿岩体或混凝土，有条件提供一定抗滑力的抗,力体时，应采用抗剪断公式核算，,Ks2.33.0,。,（,2,）双斜面深层抗滑稳定计算,剩余推力法,被动抗力法,等安全系数法,3,、岸坡坝段的抗滑稳定分析,（,1,）抗剪强度公式,K,3=,f(N,-U)/S,（,2,）抗剪断公式,K,3=,f(N-U)+cA/S,其中,S=(T,2,+P,2,),重力坝的应力分析,材料力学法分析,1,、基本假定,2,、边缘应力的计算,（,1,）水平截面上的正应力,yu,= W/B+6 M/B,2,yd,= W/B- 6M/B,2,（,2,）剪应力,u,=,（,p,u,-,yu,) n,d,=,（,yd,-,p,d,）,m,（,3,）水平正应力,xu,=,p,u,-,u,*,n,xd,=,p,d+,d,*,m,（,4,）正应力,1u=,（,1,+,tan,2,u,),yu-,p,u,tan,2,u,1d=,(1,+,m,2,),yd,-,p,d,m,2,3,、考虑扬压力时的应力计算,（,1,）求解边缘应力,上游：,u,=,（,p,u-,p,uu-,yu,)n,xu,=(,p,u-,p,uu)-(,p,u-,p,uu-,yu),n,2,下游：,d,=,（,yd+,p,ud-,p,d),m,xd,= (,p,d-,p,ud)+(,yd+,p,ud,-,p,d),m,2,主应力：,1u,=,（,1+n,2,),yu-(,p,u-,p,uu,),n,2,2u,=,p,u-,p,uu,1d,=(1+,m,2,),yd-(,p,u-,p,ud,),m,2,2d,=,p,d-,p,ud,例,1,某重力坝如下图所示，属一级建筑物，基本组合,Ks=1.10,，特殊组合,Ks=1.05,，材料容重为,24KN/m,3,，水的容重为,10KN/m,3,，摩擦系数为,f=0.62,，试分析该坝的抗滑稳定性。（注：图中高程及尺寸单位均为米）,解：（,1,）设计水位情况（基本组合）抗滑稳定安全系数计算：,自重：,W1=24885+24750.7752=63570(KN),坝底的长度：,ab,=8+750.7=60.5(m),扬压力：,U=101060.5+10(65-10)60.52=22687.5(KN),上游水压力：,P1=1065652=21125(KN),下游水压力：,P2=1010102=500(KN),下游水重：,W2=10100.7102=350(KN),公式：,s=,f.(W,-U)/P,s=0.62(63570+350-22687.5)/(21125-500)=1.24,（,2,）校核洪水位情况（特殊组合）抗滑稳定安全系数计算：,扬压力：,U=102560.5+10(70-25)60.52=28737.5(KN),上游水压力：,P1=1070702=24500(KN),下游水压力：,P2=1025252=3125(KN),下游水重：,W2=10250.7252=2187.5(KN),公式：,s=,f.(W,-U)/P,s=0.62(63570+2187.5-28737.5)/(24500-3125)=1.07,基本组合抗滑稳定安全系数：,s=1.24,s,.1,特殊组合抗滑稳定安全系数：,s=1.07,s,.05,均符合规范要求,该坝的抗滑稳定是安全的。,例,2,已知混凝土的强度等级为,C10,，基岩的允许压应力为,5000ka,某重力坝剖面如图所示，上游正常高水位为,50m,，相应下游水位为,15m,，坝顶高程为,60m,，上游坝坡为,1:0.2,，下游坝坡为,1:0.7,，坝顶宽度为,5m,，在距上游坝面,7m,处设有排水孔幕，混凝土的容重,c,=24KN/m,3,水的容重,w,=10KN/m,3,，渗透压力强度折减系数,a=0.31(,浪压力忽略不计）,解：建基面顺水流方向总长度：,T=,（,30-10,）,0.2+5+,（,55-10,）,0.7=40.5m,排水孔距坝底中心,O,点的距离：,40.5/2-7=13.25m,（,1,）自重 分为三块：,W,1,=,c,4 ,（,30-10,）,=960KN,距,O,点：,20.25-2/3 4=17.58m,W,2,=,c,5 (60-10)=6000KN,距,O,点：,20.25-4-2.5=13.75m,W,3,=,c,1/2 ,（,55-10,）, 0.7 ,（,55-10,）,=17010KN,距,O,点：,20.25-4-5-1/3 ,（,55-10,）,0.7=0.75m,（,2,）水重：,W,4,=,w,4 ,（,50-10,）,=800KN,距,O,点：,20.25-2=18.75m,W,5,=,w,1/2 ,（,30-10,）,0.2 ,（,30-10,）,=400KN,距,O,点：,20.25-1/3 4=18.92m,（,3,）水平水压力：,上游：,P=1/2,w,(50-10),2,=8000KN,距,O,点高：,1/3(50-10)=13.33m,下游：,P=1/2,w,(15-10),2,=125KN,距,O,点高：,1/3(15-10)=1.67m,（,4,）扬压力：,U1=H,2,T 1=10 5 40.5=2025KN,距,O,点,0m,U2=,aH,7=10 0.3 35 7=735KN,距,O,点,:20.25-3.5=16.75m,U3=1/2aH (40.5-7) 1=1/2 10 0.3 35 33.5 1=1758.75KN,距,O,点,:20.25-7-1/3 (55-10) 0.7 =2.75m,U4=1/2(H ,aH,) 71=1/2 10 35 0,.7 7=1758.75KN,距,O,点,:20.25-7-1/3 7=17.92m,U=U1+U2+U3+U4=5376.25KN,坝趾处的压应力在计入扬压力时，,=,（,W/B- 6M/B,2,）,（,1+m,2,),W=23790+1200-5376.25=19793.75KN,M=960 17.58+6000 13.75+17010 0.75+800 18.75+400 18.92+125 1.67-8000 13.33-2025 0-735 16.75-1758.75 2.75-857.5 17.92=-4243.16KN.m,=(19793.75/40.5+6 4243.16/40.5,2 ),1+0.7,2,)=751.335000ka,地基承载力满足要求；对混凝土,C10,抗压强度标准值为,10MPa=10000kpa.,