重力坝沿坝基面的抗滑稳定可靠度分析

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1、重力坝沿坝基面的抗滑稳定可靠度分析：重力坝作为我国水利枢纽建设的主要坝型之一，其坝基的抗滑稳定安全性一直是工程设计最关键和最受关注的问题。实际工程中坝址具有良好地质条件的情况较少，大多数重力坝都会遇到复杂的地质情况。我国混凝土重力坝设计规范中，对按纯摩擦公式计算和按抗剪断公式计算分别规定了不同的抗滑稳定安全系数控制指标，二者相差很大，且均系经验值，仅代表重力坝抗滑稳定安全度的设计指标.针对这一现状，本文对沿坝基面的抗滑稳定引进可靠度理论进行分析，并提出相应的可靠理论为重力坝设计提供参考。本文由提供,本站还提供职称服务,以及建筑结构论文下载,如需转载,请保留一个链接:jianzhujiegou

2、/关键词：重力坝抗滑稳定分析措施重力坝的工作原理主要是利用自重在坝基面产生的摩擦力来抵抗水平推力而满足稳定要求；同时利用坝体自重在水平截面上引起的压应力来抵消由水压力产生的拉应力以满足强度的要求。在任何可能出现的荷载组合情况下，重力坝都应保持稳定。稳定分析是重力坝设计的一项重要内容。目前重力坝深浅层抗滑稳定分析，国内外主要是采用整体宏观的半经验法，安全系数只是抗滑稳定安全的一个指标，并不是真正的安全系数。抗滑稳定分析的设计原则，连同计算方法的确定、抗剪参数的选择以及安全判据的运用是互相配套的。在很大程度上仍取决于经验和判断，因此需要在总结以往经验的基础上，采用合适的先进技术和科技成果，研究改

3、进和完善坝基深浅层抗滑稳定的分析和设计工作。一、可靠度基本概念重力坝的深层抗滑稳定性是大坝安全的一个重要因素，当前我国大型水利工程还采用有限单元法进行复核。但这两种方法本质上都属于定值设计法即用一个大于1的安全系数K来表征结构的安全性，它们共同的特点就是把结构材料的性能、强度、构件的尺寸及荷载等作为确定性的量值来计算，最后用一个概略的安全系数K代替各种不确定性因素引起的安全问题。这样，加大结构的安全系数并不一定能按比例地增加结构的安全度，而在设计中用以衡量结构安全与否的安全系数究竟代表多大的可靠度也并不为人们所知。为此，本文引入可靠度理论进行深入研究。在结构可靠度分析中，结构的极限状态由功能

4、函数描述，当有n个随机变量(x1，x2，，xn)影响结构的可靠度时，结构的功能函数可用下式表示：Z=g(x1，x2，，xn)　　当Z>0时，结构处于可靠状态；Z=0时，结构处于极限状态；Z<0时，结构处于失效状态。二、沿坝基面的抗滑稳定分析稳定分析的主要目的是检验重力坝在各种可能负荷组合情况下的稳定安全度。工程实践和试验研究表明，岩基上混凝土重力坝的失稳破坏可能有两种类型：一种是坝体沿抗剪能力不足的薄弱层面产生滑动，包括沿坝与沿基面接触面的滑动及沿坝基岩体内连续软弱结构面产生的滑动；另一种是在荷载作用下，上游坝踵以下岩体受拉产生倾斜裂缝以及下游坝趾岩体受压发生压碎区而引起倾倒破坏

5、。由于坝体和岩体的接触面是两种材料的结合面，坝体所受的水平推力较大，而且受施工条件限制，其抗剪强度往往较低。因此，在重力坝设计中，都要验算沿坝基面的抗滑稳定性，其结果必须满足规范中关于抗滑稳定安全度的要求。目前常用的有以下两种计算公式。（一）摩擦公式此法的基本观点是把滑动面看成是一种接触面，而不是胶结面。滑动面上的阻滑力只计摩擦力，不计凝聚力。实际工程中的坝基面可能是水平面，也可能是倾斜面。如图（一）所示。沿水平坝基面抗滑稳定沿倾斜坝基面抗滑稳定图（一）重力坝沿坝基面抗滑稳定计算示意图当滑动面为水平面时，其抗滑稳定安全系数K可按下式(1979年《混凝土重力坝设计规范》SD2J1一78)计算：

6、（1.1）式中∑6、MS夹层和2J、Jl缓倾角可能滑动面。2、利用预加应力提高抗滑稳定性。一种是采用预应力锚索加固，在坝顶钻孔至基岩深部，孔内放置钢索，其下端锚固在夹层以下的完整岩石中，而在坝顶锚索的另一端施加拉力，使坝体受压，既可提高坝体的抗滑稳定性，又可改善坝踵的应力状态。另一种采用扁千斤顶在坝趾处施加预应力，预应力改变了合力的方向，使铅直向分力增大，从而提高了坝体的抗滑稳定性。三峡左厂1~5下游边坡预锚加固方案即是在坝趾下游抗力体部位采用预应力锚索措施，相当于在抗力体上增加荷载，从而增加抗力，确保坝基的抗滑稳定。（三）其它加固处理措施采用有效的防渗排水或抽水措施，降低扬压力。当

7、下游水位较高，坝基面承受的浮托力较大时，可在灌浆帷幕后的主排水孔下游，增设几道辅助排水孔，并设置专门的排水廊道，形成坝基排水系统，利用水泵定时抽水排入下游，以减小扬压力。总之本文通对重力坝沿坝基面的抗滑稳定问题进行了分析，并提出了一些可行措施。但是，抗滑稳定问题是一个复杂的课题，迄今国内外都没有公认的较成熟的研究成果，本文的研究也只能说是初步的，还需要在诸多方面做细致深入的研究。