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水庫設計中水庫樞紐穩(wěn)定分析案例綜述1.1穩(wěn)定分析方法工程上使用的土坡穩(wěn)定分析方法主要是建立在極限平衡理論基礎之上的。極限平衡理論的一個基本假設,就是把土看做理想塑性材料,達到極限平衡狀態(tài)時,土體將沿某一破裂面產生剪切破壞而失穩(wěn)。《碾壓式土石壩設計規(guī)范》SL274-2020規(guī)定:土石壩的穩(wěn)定分析應采用剛體極限平衡法。所謂剛體極限平衡就是首先選定一種或者幾種破壞面形式,再在其中選取若干個可能破壞的滑動面,分別計算出它們的安全系數,其中安全系數最小的滑動面即為最危險滑動面,相應的安全系數即為所求的安全系數。進行穩(wěn)定性分析計算時,需要選擇不同條件下的土的抗剪強度指標,利用瑞典圓弧法、簡化畢肖普法、滑楔體等方法計算。采用簡化的畢肖普法,其滑弧體的抗滑穩(wěn)定安全系數按照下式計算 Kc=i=1n式中:W——土條重量,KN;V——垂直地震慣性力(向上為負,向下為正),KN;μ——作用于土條底面的孔隙壓力,KN/m;α——條塊重力線與通過此條塊底面中點的半徑之間的夾角;b——土條寬度,m;c'φ'QieiR——圓弧半徑,m。按照對附加孔隙水壓力的不同考慮,穩(wěn)定計算分為總應力法和有效應力法,總應力法不考慮孔隙水壓力,采用總應力強度指標(快剪指標);有效應力法計入附加孔隙水壓力,采用有效應力強度指標。有效應力法是通用計算方法,適用于各種工況。穩(wěn)定滲流期認為附加孔隙水壓力已經消散不予考慮,施工期和水位降落期對粘性土應該計入附加孔隙水壓力。在沒有實測資料的情況下,附加孔隙水壓力=孔壓系數×土條有效重量的增量。表1-1計算方法和對應的強度指標計算方法適用工況采用強度指標總應力法施工期快剪指標(cuuuu),十字板強度水位降落期有效強度(c’’)和固結不排水指標(ccucu)的下包線有效應力法施工期有效強度指標(c’’),計算附加孔隙壓力穩(wěn)定滲流期有效強度指標(c’’),不計算附加孔隙壓力水位降落期有效強度指標(c’’),計算附加孔隙壓力穩(wěn)定計算根據不同假定有多種經典計算方法,瑞典法、畢肖普法,摩根斯頓法等,具體公式參見《碾壓式土石壩設計規(guī)范》,《堤防工程設計規(guī)范》等相關文獻。計算時需要求最小安全系數的滑弧位置,有關計算由軟件autobank自動實現。1.2穩(wěn)定分析結果表1-2名稱工況有效應力/總應力滲流超孔壓降雨解法地震加速度安全系數正常運行期-設計水位正常運行期有效應力法設計水位u'=0無降雨畢肖普法0g1.362363(左)1.32459(右)正常運行期-正常水位正常運行期有效應力法正常蓄水位u'=0無降雨畢肖普法0g1.39560(左)1.383758(右)正常運行期-校核洪水位正常運行期有效應力法校核水位u'=0無降雨畢肖普法0g1.376659(左)1.3.443983(右)地震影響-設計水位正常運行期有效應力法設計水位u'=0無降雨畢肖普法0.1g1.3548267(左)1.4007652(右)地震影響-正常蓄水位正常運行期有效應力法正常蓄水位u'=0無降雨畢肖普法0.1g1.477907(左)1..310147(右)地震影響-校核水位正常運行期有效應力法校核水位u'=0無降雨畢肖普法0.1g1..486367(左)1..306209(右)按我國《碾壓式土石壩設計規(guī)范》SL274-2020,壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數應不小于表1-3所示的數值。表1-3壩的級別1234、5正常運用條件1.501.351.301.25非常運用條件=1\*ROMANI1.301.251.201.15非常運用條件=2\*ROMANII1.201.151.151

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