文档介绍：某小型砌石拱坝的结构安全分析刘晓乐1徐培2(;)摘要:拱坝以其优越的结构特点,目前在山区小水电中应用较多;本文通过工程实例,对某小型砌石拱坝的结构进行计算分析,并评价其安全性,所用计算方法简便可靠,可供同类工程在可研设计及初步设计阶段作参考之用。关键词:砌石拱坝;应力分析;坝肩;抗滑稳定1工程概况某小(Ⅰ)型水库位于广东省鹤山市皂幕山南端西侧,水库大坝为浆砌石实体拱坝,由中间溢流坝段及两侧非溢流坝段组成。坝顶长度89m,,,,,;,,,拱坝中心角96o。坝基面浇110#混凝土,坝身上游面竖直,下游坝面坡比1:。坝身上游面防渗面板自下而上为1~#砼面板,坝身采用50#水泥砂浆砌石而成,拱坝平、剖面见图1~2。图1拱坝平面布置图2拱坝剖面2拱坝施工与运行情况大坝于1971年动工兴建,建坝时清基未够彻底,其坝基和两岸坝头裸露的为风化砂岩,风化异常剧烈,裂隙十分发育,其中尤以左坝头岩石十分破碎。溢流段基础采用炸石清基,清基不彻底,部分岩石被炸裂、破坏;另外,上游面的砼防渗墙施工质量差,导致基础底部及坝体漏水。1998年,对坝体及基础进行了灌浆防渗处理:对溢流段坝体及基础、左右岸坝头进行帷幕灌浆,对非溢流坝采用充填灌浆处理。灌浆后,取得一定效果,坝体漏水减少。2002年水库续建工程时,拆除了原坝顶挡水墙及溢流堰混凝土,将原坝顶和溢洪道表面混凝土凿毛、浆砌石清缝和表面清洗干净后重新浇注混凝土。《浆砌石坝设计规范SL25-2006》,对于小型砌石拱坝可采用考虑径向和扭转调整的拱冠梁法进行计算分析,应力分析主要包括:;、下游面在各计算点的主应力。本次采用《水利水电工程设计计算程序集》“J-2考虑扭转作用的拱冠梁法”进行计算。《浆砌石坝设计规范SL25-2006》,采用拱冠梁法计算时,拱和梁的法向应力应满足下列规定的应力指标[1]。表1浆砌石体容许压应力(104Pa)表2浆砌石拱坝控制计算拉应力(104Pa),为了简化计算,将坝体看作等高对称砌石拱坝,选取坝体中间最大坝高截面作为拱冠梁进行应力计算,断面尺寸如图:,(P=%)下的荷载组合,拱坝承受作用力为:①坝体自重G,②坝上游面静水压力P1,③坝下游面静水压力P2,④浮托力U1,⑤渗透压力U2,⑥淤砂压力E,⑦温度荷载PT,其中温度荷载PT考虑温升情况。[2][3](以下简称扭法)的效果相当于考虑径向调整和扭转调整的方法,但计算要比试载法简便得多。,设想拱坝在外力作用下,拱冠梁上任一点产生变位就必然要求拱圈上的相应点也产生大小相等方向相同的变位。其实质即是认为:悬臂梁在一个由各水平拱提供的弹性基础上。这个由水平提供的弹性基础,对悬臂梁的变位有两个抵抗作用:1)梁在某一点产生的径