文档介绍:土石坝稳定计算
1.坝坡稳定计算工况
稳定计算的目的:验算坝坡的稳定性。控制坝坡稳定应按如下几种工况进行核算:
(1)正常运用条件
1)上游正常蓄水位与下游相应的最低水位或上游设计洪水位与下游相应的最高水位时,形成稳定渗根据坝基土质情况,在坝坡或坡外再选B2、B3点为坝坡滑出点,重复第一、第二步骤,又可分别求出对应于B2、B3点的最小安全系数K2、K3。
第四步,把K1、K2、K3 按比例标在对应的位置上,连成曲线,从中求出的k值即可认为是坝坡的最小安全系数kmin。
2.滑楔法
无粘性土坝坡,如心墙坝的上、下游坝坡、斜墙坝的下游坝坡或上游保护层以及保护层与斜墙等可能形成折线形滑动面。稳定分析时可按滑楔法计算。对厚斜墙坝和厚心墙坝还应按圆弧法校核。图 3-19
按滑楔法计算时,常将滑动体以折点为界分为若干滑楔。滑楔间的相互作用力方向一般按两种方向拟定:一种是水平方向;另一种是平行于滑动斜面,前者计算的稳定安全系数比后者小。因此,假定滑楔间作用力的方向不同,对稳定安全系数的要求也不同。
(1)无粘性土坝坡稳定计算
以图3-19所示的心墙坝上游坝坡为例,假设任一滑动面ADC,折点D在坡外水位附近,一般取1/3上游水位附近。将滑动土体分为BCDE和ADE两块,重量分别为W1、W2,抗剪强度指标分别为φ1、φ2。滑楔间假设作用力P1按平行CD面,则BCDE和ADE滑块的极限平衡方程式为:
联解两式可求出安全系数 K
解:,取滑动面折点D设在与上游水位附近,假设α1=40 度,α2=14度,作出滑动面ADE。取D点垂线将滑动土体分为DCE和ADC两条块,条块间相互作用力按平行ED面方向假定,并计算两条块土重分别为W1=;W2=(水上部分取湿重,水下部分取浮重)。把α1、α2、tgφ1、tgφ2代入式(3-34)和(3-35)可得:
联解得:K=
四、坝坡稳定分析方法
(2)斜墙与保护层一起滑动的稳定计算
斜墙与坝体接触面,是两种抗剪强度不同土料的接触面。计算时,应计算两种情况:一是保护层沿斜墙表面滑动,二是斜墙与保护层一起沿斜墙底面滑动。前者可按无粘性土坝坡计算,后者按如下方法计算。
(3)复合滑动面的坝坡稳定计算
如图3-24所示,坝坡的任一滑动面abcd,其中ab、cd为圆弧滑动面。分析的思路是将滑动体分为三个区域,土块abf的推动力为,cde的阻滑力为,分别作用在fb和ec面上,土块bcef产生的阻滑力为,作用在bc面上,建立稳定极限平衡方程式为:
第五节 土料选择与填土标准确定
一、筑坝材料选择
二、土料填筑标准的确定
坝址附近各种天然土石料和枢纽建筑物开挖料的性质、种类、储量、运距等因素。
1.筑坝土石料选择的原则
选择筑坝土石料应遵循下列原则:
(1)具有(或经加工后具有)与其使用目的相适应的工程特性和长期稳定性;
(2)就地、就近取材,减少弃料,少占或农田,并优先考虑利用枢纽建筑物开挖弃料;
(3)便于开采、运输和压实。
第五节 土料选择与填土标准确定
一、筑坝材料选择
2.坝体不同部位对土石料的要求
土石坝材料的选用范围越来越广泛。风化料、软岩、砾石土均用于筑坝。
(1)防渗体对土料的要求:
防渗土料用粘性土,
1) 渗透系数要求:均质坝应不大于1×10-4cm/s,心墙和斜墙应不大于1×10-5cm/s;
2)水溶盐含量:均质坝、心墙坝应不大于3%;
3) 有机质含量(按质量计):均质坝应不大于5%,心墙和斜墙应不大于2%;
4) 具有较好的塑性和稳定性;
5) 浸水与失水时体积变化较小。
对冲积粘土、膨胀土,开挖、冻土和分散性粘土不宜作为防渗体的填筑土料。
红粘土、湿陷性黄土、砾石土可用于防渗体。
(2)坝壳土石料的要求
坝壳土石料应满足排水性能好、抗剪强度高、易压实和抗震稳定性良好的要求。
料场开采和坝区开挖的砂、砾石、卵石、石料和风化料及砾石均可作为坝壳的填筑材料。
均匀中细砂只能用于中、低坝坝壳浸润线以上的干燥区,高坝和地震区不宜采用这种土料。
下游坝壳应采用透水性能良好的土石料填筑。
对软化系数低,不能压碎成砾石土的风化石料和软岩宜在坝壳的干燥区填筑。
(3)反滤层、过渡层和排水体的要求:
1)质地致密、抗水性和抗风化性能满足工程运用的技术要求;
2)具有符合使用要求的级配和透水性;
3)%。
反滤料可利用天然或经过筛选的砂砾石料,也可采用块石、砾石轧制,或采用天然和轧制的混合料