重力擋墻抗滑抗傾穩定性分析畢業論文-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 慮到擋土墻傾斜，在簡化計算模型中假定填土凝聚力C=0，將原階梯形開挖的建基面簡化為直線，故用庫倫主動土壓力理論來計算。但這兩種理論在具體分析時，分別根據不同的假定來計算擋墻背后的土壓力，兩者只有在最簡單的情況下（ε=0，β=0，δ=0）才有相同的理論推導結果。由式（）可知主動土壓力合力與墻高的平方成正比，為求得離墻頂為任意深度Z 處的主動土壓力強度，可將Ea對Z取導數而得，即 （）由上式可見，主動土壓力強度沿墻高成三角形分布，（c）所示。一般擋土墻的計算屬于平面應變問題，均沿墻的長度方向取1m進行分析，（a）所示。 + j/2) + 2ctan(45176。下面分別給與介紹。時對應的主動土壓力計算結果進行穩定計算。和10176。作用于支擋結構上的土壓力問題實際上是一個具有垂直表面并且在此表面作用有側向外荷的邊坡穩定問題。上述5組裂隙中，以2組裂隙最為發育，4組次之，5組最少。E，傾向NW325~340176。此外，緩傾角節理也較發育，主要為層面節理，節理面平整，延伸較長。~%。研究區出露地層主要為泥盆系中下統茅山組上段（D12ms3）和泥盆系上統五通組下段（D3w1）的碎屑巖，局部見燕山晚期侵入的花崗斑巖脈，上覆厚度不大的第四系殘坡積層。其中，近左岸坡的①號沖溝寬緩，溝底高程352m，縱坡度20~25176。擋墻基礎座落在弱風化砂巖上，為了保證擋墻基礎的穩定，墻后基巖留有不小于10m的平臺。鋼筋混凝土混合壩方案采用全庫防滲，庫盆和壩體上游護面均為鋼筋混凝土面板。一般可采取在壩腳壓重或放緩邊坡,或采取防滲、導滲措施以降低浸潤線和壩基滲透壓力。滑坡是山區主要的地質災害之一。1963年，中國河北劉家臺土壩水庫失事，死亡943人。據目擊者稱，此次垮壩導致100多人失蹤。如圖2丹江口大壩，圖3三峽大壩 丹江口大壩 三峽大壩據1979 年的不完全統計,我國已建、當時在建及設計中的大中型閘壩工程中,壩基有軟弱夾層的達92 座,其中因此而改變設計、增加工程量或在后期加固的共有30 余座。如果以人均水庫蓄水量來比較，中、美兩國通過人為工程可控制的水資源供應能力，差距在100倍以上。引入損傷、斷裂力學理論及大變形理論使數值計算結果更接近實際。邊坡變形破壞地質力學模式也得到了不斷的深化、補充和完善。特別是80年代以來，邊坡工程的研究在計算機技術發展的有力支持下，發展迅猛。若只考慮填筑壩，則會遇到大流量導流問題。位于新疆伊犁克特斯河山口水電站工程推薦采用混合壩樞紐布置，擋水壩段為心墻壩和碾壓鹼重力壩。該壩兼有土石壩和混凝土壩的優點，同時也克服了二者的某些缺點。結構作用明確。土石壩是以土、石等當地材料填筑的壩，具有可以就地、就近取材，節省大量水泥、木材和鋼材，減少工地的外線運輸量，適應各種不同的地形、地質和氣候條件等優點。由于本工程的特點為，重力式擋墻高大，且擋墻建在斜坡上，在巨大墻后土壓力作用下，存在擋墻的抗傾穩定性問題。在我們這個藍色的星球上只有不到百分之三的水是淡水，其中不足百分之三十三的水是流動水，有一半以上都建了水壩，水壩對人類發展作出了重大的貢獻，水壩的效益是可觀的同時也給環境和社會和經濟造成了效益之外的影響，隨著人們經驗的積累水壩的績效和影響開始成為人們關注的對象，水壩則是人們管理利用和分配水資源的一種手段。1文獻綜述將多種土質壩的某些部位以石料代替，即成為土石混合壩。重力壩具有許多優點川:安全可靠。壩體應力較低，材料強度不能充分發揮。混合壩在國內外有不少工程實例。基于以上考慮，本文選擇插入式混合壩，重點對其接頭部位進行靜動力特性分析。地基條件在混合壩壩型的選擇中是第二位的重要因素。并利用統計熱力學理論、灰色系統理論、數量化理論、概率論與數理統計等，搜索邊坡穩定性的評價與預報方法。并深入討論了不同巖體類型巖質邊坡的破壞機制。邊坡穩定性研究步入了定性與定量相結合、概念模型與仿真模擬相結合、監測與反饋分析相結合的新階段。1949年我國水利水電事業逢勃發展，從19491985年，在已建成的壩高30米以上的113座混凝土壩中，混合壩達58座，占總數的51%。通過建壩蓄水，達到控制洪水并將其轉化為可利用的水資源是現代水壩的重要作用之一。1959年，西班牙佛臺特拉水庫發生沉陷垮壩，死亡144人。因此水壩建設中對滑坡的穩定分析是非常必要的。滑坡,是在一定的地形、地質條件下的邊坡,由于外界因素的變化(如坡面植被破壞、長期受水浸潤、切坡或堆載等) ,破壞了原有的力學平衡條件,使邊坡上的不穩定體在自重或其他荷載的共同作用下,沿著一定的相對軟弱面(帶) 作整體的、緩慢的、間歇性的有時甚至是突發性的向下滑動的不良地質現象。因此為了避免翻建改建就必須對混合壩工程進行穩定分析 ，以完善向家壩工程混合壩深層抗滑穩定設計工作，進一步論證和優化壩基的穩定加固處理措施，而達到提高設計質量、節省工程量、縮短工期、提高安全度的要求，研究成果直接為工程設計和施工提供技術支持，同時為后續類似工程的混合壩壩基穩定和處理措施的設計和研究提供參考，進一步豐富混合壩深層抗滑穩定和處理措施的設計經驗。下游壩坡馬道之間1:，下游綜合壩坡1:，下游傾斜建基面開挖成臺階狀。 混合壩布置圖混合壩下游重力式擋墻承受著由上游堆石體形成的土壓力，比普通的擋墻高，且建在傾斜的堆石和基巖結合面上，擋墻在此土壓力作用下其本身的穩定性和基礎的穩定性都需要進行深入的分析研究。；①與③沖溝之間為凸起的山梁，軸線處山脊高程約390m，寬60多米，岸坡陡峻，坡向與軸線平行，坡角40~45176。研究區內的第四系殘坡積層（Q4edl）由壤土夾碎石、塊石等組成，松散堆積，~，局部較厚。研究區斷裂構造發育（），斷層以NWW~EW向陡傾角為主，其次為NW和NNE~SN向，規模較大的有30余條，一般寬1~2m，其中F4寬達3~5m，斷層帶內普遍發育碎裂巖、斷層角礫巖、糜棱巖及斷層泥。傾角10~15176。E，傾向SE140~160176。擋墻部位由于地形陡峻，斷層、巖脈發育，基巖總體較破碎，致使其地下水位及相對隔水層普遍深埋。否則就不能解釋為什么這些重力擋土墻能夠在這么長的時間內一直正常工作（如按靜止土壓力設計，這些擋土墻的抗滑安全系數小于1）。通過分析由墻土結合面、滑裂面和土體表面構成的三角形的土體的力的平衡，計算土體作用在墻上的主動土壓力P。在其理論推導中,首先作出以下基本定。j/2)； C—填土的粘聚力，kPa； —填土的內摩擦角，度。被動土壓力合力大小為土壓力（強度）分布圖形的面積，即 ()Ep方向水平指向墻背，作用點通過梯形分布圖的形心。滑動面BC上的反力R方向已知，大小未知；（3）墻背AB對土楔體的反力E，與該力大小相等、方向相反，作用在墻上的土壓力即為主動土壓力。當擋土墻受外力作用推向填土，直到土體沿某一破壞面BC破壞時，土楔ABC向上滑動，并處于被動極限平衡狀態，（a）所示。但由于該理論假設墻背直立、光滑、墻后填土水平并延伸至無窮遠；因而其應用范圍受到很大限制。其中。j=176。j=176。j=176。和27176。11一級馬道以下局部坡沿堆石巖基交界面，整體坡22一級馬道以下局部坡沿堆石巖基交界面，整體坡33一級馬道以下局部坡沿堆石巖基交界面，整體坡Z2一級馬道以下局部坡沿堆石巖基交界面，整體坡78一級馬道以下局部坡沿堆石巖基交界面，整體坡注：主堆石、次堆石C=0。對于縱2剖面來說，堆石壩整體邊坡和一級馬道以下局部邊坡在擋墻后形成的土壓力均為負值，表明這兩個邊坡處于穩定狀態， t/m。和27176。88一級馬道以下局部坡沿堆石巖基交界面，整體坡44一級馬道以下局部坡沿堆石巖基交界面，整體坡注：主堆石、次堆石C=0。計算簡圖如下 (a) (b)(c) 剖面88土壓力計算簡圖，(a) 一級馬道下局部坡；(b) 墻后局部坡（庫倫土壓力）；(c) 整體坡沿基巖接觸面滑動 (a) (b)(c) 剖面44土壓力計算簡圖，(a) 一級馬道下局部坡；(b) 墻后局部坡（庫倫土壓力）；(c) 整體坡沿基巖接觸面滑動4重力擋墻抗滑抗傾穩定性分析從前述各剖面土壓力計算結果可見，壩體堆石有整體沿與基巖接觸面滑動的可能性，并可在擋墻后形成較大的主動土壓力，同時可見，一些斷面上堆石壩整體處于穩定狀態，在擋墻后不能形成主動土壓力或僅能形成較小的土壓力，此時，堆石壩在擋墻后形成的主動土壓力則以庫侖主動土壓力為主。78和88剖面擋墻基礎巖石為弱風化花崗斑巖。 f1= f2= C= L=代入公式純摩 =剪摩=當j=31176。當擋墻與接觸面之間的抗剪強度值采用剪摩指標時，達到安全標準。 f1= f2= C= L=31m代入公式純摩 =剪摩=b，對于剖面44P= G= α=20176。當擋墻與接觸面之間的抗剪強度值采用抗剪斷指標時，達到安全標準。時的主動土壓力值，進行擋墻的抗傾覆穩定計算。）剖 面滑 動 模 式擋墻后土壓力(t/m)抗傾穩定安全系數K11沿堆石與壩巖基交界面，整體坡22擋土墻后，弧形滑動局部坡33沿堆石與壩巖基交界面，整體坡Z2擋土墻后，弧形滑動局部坡78沿堆石與壩巖基交界面，整體坡 重力擋墻抗傾覆穩定分析結果（鋼筋混凝土面板混合壩方案，j=31176。和j=31176。不滿足抗傾穩定安全標準，若取j=31176。 邊坡穩定計算結果（鋼筋混凝土面板混合壩方案）剖 面工 況邊坡抗滑穩定安全系數F采用純摩指標采用剪摩指標11一級馬道以下局部坡擋土墻后，弧形滑動局部坡沿堆石與壩巖基交界面，整體坡22一級馬道以下局部坡擋土墻后，弧形滑動局部坡沿堆石與壩巖基交界面，整體坡33一級馬道以下局部坡擋土墻后，弧形滑動局部坡沿堆石與壩巖基交界面，整體坡Z2一級馬道以下局部坡擋土墻后，弧形滑動局部坡沿堆石與壩巖基交界面，整體坡78一級馬道以下局部坡擋土墻后，弧形滑動局部坡沿堆石與壩巖基交界面，整體坡由計算結果可見，對于11剖面，當材料參數取純摩指標時，整體邊坡的穩定性較差，采用剪摩指標時。可見，采用錨索加固邊坡是有一定效果的，可在一定程度上提高邊坡的穩定性。對于鋼筋混凝土面板混合壩方案，在擋墻的抗滑和抗傾穩定分析中，采用堆石與基巖接觸面抗剪強度指標為j=29176。采用500t單寬錨固力的錨索加固該邊坡時，采用純摩指標，采用剪摩指標。44剖面擋墻高度較小，擋墻發生傾覆失穩的可能性較小。4．應用STAB程序，分別計算了堆石與基巖接觸面抗剪強度指標為j=31176。時對應的土壓力進行計算，33剖面擋墻的抗滑和抗傾穩定安全系數較低，不滿足安全標準，其余剖面的擋墻均能滿足抗滑和抗傾穩定安全標準。結果表明，對于鋼筋混凝土面板混合壩方案，各剖面所對應的局部邊坡穩定性相對較好，采用純摩指標，采用剪摩指標，表明局部邊坡的穩定程度較高。時對應的土壓力進行計算，未達到抗傾穩定安全標準。和j=31176。結果表明，采用這兩種方法計算土壓力快速、簡便，是一種十分有效的土壓力計算方法。對于瀝青混凝土面板混合壩方案，采用堆石與基巖接觸面抗剪強度指標為j=29176。若采用堆石與基巖接觸面抗剪強度指標為j=31176。~。對于78剖面，當材料參數取純摩指標時，整體邊坡的穩定性很好，采用剪摩指標時，局部邊坡穩定性較好。計算采用參數由華東勘測設計院提供的《可研補充階段上水庫混合壩補充地質勘查中間成果匯報材料》（2001年12月31日）中的表42和上海勘測設計院提供的《科研補充階段上水庫重力擋墻土壓力研究分析任務書》（2001年10月）中的表74給出。 L1= L2 = L3=代入公式=當j=31176。對于其他斷面，滿足混凝土擋墻的抗傾穩定安全標準，在墻后堆石土壓力的作用下，擋墻發生傾覆失穩的可能性較小。 L1= L2 = L3=23m代入公式=d， 對于剖面縱2P= G= α=20176。抗傾穩定安全標準控制在Kc≥~。）剖 面滑 動 模 式擋墻后土壓力(t/m)擋墻抗滑穩定安全系數K采用純摩指標采用抗剪斷指標88沿堆石與壩巖基交界面，整體坡44擋土墻后，弧形滑動局部坡，對于2個典型的計算斷面，當擋墻與基巖接觸面之間的抗剪強度值采用純摩指標時，滿足安全標準。時，相應的擋墻抗滑穩定安全系數，采用純摩指標，采用剪摩指標，擋墻處于穩定狀態。22擋土墻后，弧形滑動局部坡33沿堆石與壩巖基交界面，整體坡Z2擋土墻后，弧形滑動局部坡78沿堆石與壩巖基交界面，整體坡 重力擋墻抗滑穩定分析結果（鋼筋混凝土面板混合壩方案，j=31176。 f1= f2= C= L=代入公式純摩 =剪摩=b， 對于剖面22P= G= α=20176。本次計算針對鋼筋混凝土面板混合壩方案和瀝青混凝土面板混合壩方案各典型斷面進行。計算結果表明，對于88剖面來說，當堆石壩