混凝土重力坝坝踵应力条件可靠度分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com‘泥黩士扣!兰一斗一l浪凝土重力坝坝踵应力条件可靠度分析柏宝忠吖2上海勘稠设计研究院)提要车文螭台《术工境》的■一，对租■土i力疆撬■应力●件的可靠重遗籽了廿析，凡坤甘算抗挽的可靠指标Jt幂竹■t1生较太．乩Jc盛帕甘算曩理时Jt翼进行了再侔甘析．据出了时重力舅奠茸书L毫的矸究和舅上蕾水位算甘艚性的并觉的i墨性和遗场性芰■镉埂踵应力可靠度Jc法敏度系数一、刚景为了台理地统一永工结构设计的基本原则和可靠度标准而编钊的《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》(筒称《水工筑标》)是以结构可靠度理论为基础，采用

2、分顼系数栽率极限状态设计方法，使各类水工结构设计规范的编审

3、和修订都应逐步按照<东工统标)的要求{}j订相应的具体规定，将现行的定值安垒系数设计方法转轨到以可靠度分析的分顼幕数极限状态设计方法上来。这是当今国内外工程结构设计技术发展的趋势。要实现这个转“轨，首先要对现行各类结构设计规范设计的结构进行可靠度校准，了解它的总体可靠度水准．以便确定目标可靠指标，在规定的目标可靠指标的基础上优化确定各分顼系数，最终采用分顼系数极限状态设计表达式来设计各类工程结掏。现行混凝土重力埂设计规范即将进行修订，对坝体断面设计的有关内容应按《水工统标》的要求采用分顶系

4、数极限袄态设计，为了与现行设计规范衔接，考虑到规范的继承性，先对按现行混凝土重力坝设计规范设计的坝体进行可靠度校准，校准时暂不矸究破坏机理，现阶段只做转孰”工作，以后逐步提高。现行重力坝设计规范规定，重力墁断面设计的三个主要控制条件如下：l沿坝基接触面的抗滑稳定安全系数，按抗剪断强度计算，在基本组合和特殊组合(1)、【2)设计状况下分别采用3．0、2．s、2．3j2坝趾处的最大主压应力应不大于混凝土的允许压应力值；漏凝土的允许压应力按混凝土的极限强度及相应安垒系数确定安全系数在基本组合和特殊组合状况下，分别为4．0、3．5；3墁踵最小垂直正应力应大

5、于零，也即坝踵不允许出现拉应力。在进行混凝土重力坝可靠度分析和分项系数设计研究时，由上述1、2阿个璐定条件，按承裁能力极艰状态分析，确定了目标可靠指标和相应的分项系数，最终可采用分项系数极限状态设计表达式来表示但对条件3即坝踵不允许出现拉应力条件的研究发现，现阶段要完·49·维普资讯http://www.cqvip.com全转移到可靠度孰道上米还存在一定的困难，研究还不够成熟现将对埂锺应力条件的可靠度蔓}析成果作一扭步描述和分析。二、坝踵应力条件可靠度分析计算爵砸和橇鼠技态方程的建立按《混凝土重力埂设计规范sDJ2卜78》及其补充爝定的原则，考虑基

6、本组合时的作用有上、下游水压力、自萤、扬压力、泥沙压力、浪压力等。对不同基岩类别、不同坝高、不同建筑物级别确定的坝体断面进行了可靠度分析，豫了很高的埙其断面由稳定条件控铜外凡由坝蹯应力条中}控{I哇的三角形菲溢滚坝断面(见图1均进行了分析。结构的计算模式．以现行规范规定的方法为基础。现行规范规定埂锺应力以材料力学方拄进行计算，因此，在进行可靠度分析时，按此规定，埙踵应力条件的撅限状态方程可表达为；∑霄6·∑M一式中；￡—作用在埙段上的全部荷裁在埂基蘸面上法向分力的总和以向下为正；∑H一作用在埂段上的全部荷载对埂基截面形心轴的力矩总和，以使坝踵产生压

7、应力者为正；T一填基面篝面长度jR。一混凝土或其与坝基接斗—一——触面的抗拉强度。q可●t分析可靠度分析时各作用和材料的统计特性按《承工筑标)的原列和方法确定。大坝上、下游水压力是对坝体最主要的作用，水位的变化取决于来水量大小和水库调度、用水用电计蛔、港洪等自然的和人为的因素，因此水压力或上游水位)的概率分布特性相当复杂，考虑到规范的圈l基本三有静断面和岛压力分布衔接和工程技术人员的习惯，《水工统标)中规定现阶段在校准规范时，暂按非汛期情况为主以正常蔷水位对应的水压力作定值分析大埂的可靠度。扬压力以排水孔线处的折碱系数a为变量。根据实际调查分析，采

8、用均值0．185、变异系数0，30、概率分布为正态分布。混爱土的自重经调查统计由于其变异性很小，可作定值处理。其他作用如泥沙压力、浪压力等由于所占比重较小，对可靠度分析影响不大，又缺乏实嘲统计资料，也暂作定值处理o·50·维普资讯http://www.cqvip.com按现行规范，校准可靠度时，混凝土抗拉强度R一暂不考虑。根据各变量的统计特性以及概限状态方程(1)，用Jc法(又称一次二阶矩法或验算点法)计算各状况的可靠指标a，可得控准现行规箍坝睡应力条件的8值，成果见表l。此成果也是和《水工统标》附件】中的成果是一致的由表1可见校准现行规蒋坝鼹应力

9、条件所得可靠指标值和附件l中抗滑稳定、混氍土抗压强度承藏能力极限状态筋p值相比要小得多尤其当埂锺应力成为控材斯哥的条件时，