齿型基岩面法改善重力坝坝基抗滑稳定性

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1、天津大学学报第34卷第6期2001年11月JOURNALOFTIANJINUNIVERSITYVol.34No.6Nov.2001u齿型基岩面法改善重力坝坝基抗滑稳定性黎思幸,练继建(天津大学建筑工程学院,天津300072)摘要:为改善重力坝的抗滑稳定性,提出一种齿型基岩面设计与施工方法.分析认为,若选择三角齿方案,在起伏角为40°左右且齿高不低于混凝土最大骨料粒径时,基岩面的抗剪能力可望达到混凝土本体的水平,坝基抗滑稳定安全系数有很大提高.关键词:重力坝;抗滑稳定;齿型岩面+中图分类号:TV698.232文献标识码:A文章编号:0493-2137(20

2、01)06-0793-03重力坝在各种荷载作用下,可能使坝体发生滑动、面制作成顺水流方向呈齿型起伏的混凝土-基岩缝面.倾覆.在混凝土重力坝的设计中,如果控制坝踵处的拉可以看出,三角齿状层面起伏变化,在受剪切作用时应力在允许范围之内,坝体就不会绕坝趾倾覆,因此坝剪切运动趋势与剪切外力方向不一致,具有楔形体作基的抗滑稳定往往对大坝的设计起控制作用,而对于用,有利于提高抗剪强度;梯形齿状层面由凸起的齿面需要有很高抗剪强度的高坝和可能承受动荷载作用的和部分水平接缝面复合组成,也会提高层缝的抗剪强大坝尤其如此.度.其原理可以通过物理学及力学的知识进行论证,本坝体和

3、基岩接触面的结合较差,抗剪强度较低,为文以三角齿型基面为例进行分析.了使坝体在满足稳定和应力条件下断面经济最小,常需采取措施改善坝基结合.在设计规范和文献[1]中曾提出人为造就坝基向上游倾斜的施工方法以提高坝基抗滑稳定和调整断面尺寸.文献[2]分析了这种方法的抗滑稳定作用,同时认为这样做增加了上游水头,相应也增加了岩石开挖量及坝底回填方量,并提到将坝底做成若干向上倾斜段(阶梯状)以减小岩石开挖量和坝底回填量的方法.图1凹凸坝基结合面的形态设计示意对倾斜面坝基的抗滑安全计算表明,仅有几度的Fig.1Shapedesignofthedentatejointi

4、nthedambase倾角时基面的抗剪断强度和抗滑安全系数提高不大,而采用较大倾斜面时又会使基岩面的开挖量增加很三角齿状力学模型如图2所示,三角齿的高度为多,增加工程造价和施工难度,故坝基设倾斜面的方法h,受剪齿面与水平面的夹角称为起角A,另一齿面与还是在遇到有利地形时使用更好.本文旨在汲取倾斜水平面的夹角称为伏角B.和阶梯状坝基面的思想并予以延伸,提出一种齿型基以一个三角齿单元进行分析,在水平剪力P和法岩面抗滑措施.向力N作用下,水平方向的极限平衡条件为(即库仑方程)1齿型基面及抗剪强度理论模型P=Ntan<ø+cøL(1)当剪切开始时,三角齿上坡面受

5、剪切作用,下坡面图1是三角形或梯形凹凸几何形状基岩面设计方受张拉作用(注:A和B不为0),随着推力增加,下坡面案示意,在基坑开挖时需经过一定的施工手段将基岩张开,所有应力均由上坡面承担,平衡方程为u收稿日期:2001-03-28.作者简介:黎思幸(1965-),男,博士,副教授.·794·天津大学学报2001年第34卷第6期PcosA-NsinA-(PsinA+联解二式得出坝基面由剪切滑移向齿体剪断破坏转变h的临界正应力(Rn=Rcr)为NcosA)tan

6、Atan

7、ress由式(1)和式(2)可得andtheverticalstress<ø=

8、an