重力擋墻抗滑抗傾穩定性分析畢業論文(完整版)

　　

【正文】 與基巖接觸面摩擦角為29176。凝聚力均設為0。對于壩體堆石與基巖接觸面的抗剪強度指標，凝聚力為21~25kPa，摩擦角為30176。計算結果表明，對于11剖面來說，當堆石壩與基巖接觸面摩擦角為29176。凝聚力均設為0。對于壩體堆石與基巖接觸面的抗剪強度指標，凝聚力為21~25kPa，摩擦角為30176。j=176。j=176。*本參數表取自上海設計院《鋼筋混凝土面板混合壩重力擋墻土壓力研究分析任務書》的表74。但由于它假設填土面是無粘性；因此不能用庫倫理論的原公式直接計算粘性土的土壓力。（a） 土楔上的作用力（b）力矢三角形（c）被動土壓力分布朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論均屬于極限狀態土壓力理論，即它們所算出的土壓力均是墻后土體出于極限平衡狀態下的主動土壓力或被動土壓力。為此， 令dE/dq = 0，求出q值，代入式（），整理得： ()其中：式中—庫倫主動土壓力系數，是j、α、β、δ角的函數，可由上式計算，也可以參見其他參考書查表；H—擋土墻高度，m；g、j—分別為墻后填土的重度，kN/m3，及內摩擦角，度；a—墻背的傾斜角，度，俯斜時取正號，仰斜時為負號；b—墻后填土面的傾角，度；d—土對擋土墻背的摩擦角，稱外摩擦角，度，可按以下規定取值：俯斜的混凝土或砌體墻取（1/2~2/3）j；臺階形墻背取（2/3）j；垂直混凝土或砌體墻取j/3~j/2。根據三角形土楔的力系平衡條件，求出擋土墻對滑動土楔的支承反力，從而解出擋土墻墻背所受的總土壓力。根據極限平衡方程s1 = s3tan2(45176。這樣就可以利用極限平衡狀態時的最大和最小主動土壓力的相互關系來計算作用在擋土墻上的主動土壓力或被動土壓力。考慮到建基面簡化和各種材料C值均設為0等安全儲備條件，選擇最大墻后土壓力時，選擇堆石與基巖接觸面摩擦角為29176。降為38176。很多學者認為這三個領域的分析方法屬于同一理論體系，即極限平衡分析和極限方法。傾角30~40176。；3. 走向N55~70176。除斷層外，研究區節理極為發育，陡傾角節理以NW~NWW向為主，其次為NE和近SN向，節理面較平整。軟弱巖層較為發育，主要有st1st1stst2st24，延伸較長，并以泥質粉砂巖與粉砂質泥巖互層出露，~，~，上下層面見巖屑夾泥型軟弱夾層。；擋墻右岸（370m高程以上）坡度為30~35176。擋墻部位地形起伏、陡峻，軸線方向溝梁相間，呈不對稱的“W”形，從左至右依次有①、③、④、②、⑤等沖溝，沖溝走向與壩軸線近正交。墻頂寬4m，墻頂長369m，上游面坡度1:~1:，下游面坡度1:，擋墻平均高度24m。可研階段推薦的上庫主壩為瀝青混凝土面板堆石壩方案，下游壩坡腳至壩頂最大高差達285m，國內外還缺少在如此長斜坡上建壩的經驗，為此需對上庫主壩采用鋼筋混凝土面板混合壩方案進行分析比較。如發現土壩在高水位或其他不利情況(如地震等)下有可能滑坡時,則應及時采取預防措施。其它的工程，如大化、安康、葛洲壩、天生橋二級、銅街子、雙牌、百色等，也都進行了深層抗滑穩定分析研究，分別采取了相應的壩基加固處理措施。1963年，意大利瓦伊昂拱壩水庫失事，死亡2600人。目前已找到遇難民工尸體15具，50多名受傷者已送往醫院搶救。其中長江三峽水利樞紐混合壩，壩高185米。2004年全國水電發電量約為3300億度。可以在計算機上模擬巖體的裂隙網絡，確定裂隙網絡的結構特征參數，定量評價巖體的質量、力學參數，仿真模擬邊坡的應力場、位移場、形成演化過程、人工開挖過程以及加固結構的作用等。在此基礎上建立巖體結構模型和定量化模式，為邊坡穩定性評價和模擬研究打下基礎。 埃及阿斯旺水庫隨著人類工程活動的不斷發展，對邊坡問題的研究也在不斷深入。在毗連山區的寬闊河谷，往往洪水量很大。國內如位于云南省麗江市華坪縣與四川省攀枝花市交界的金沙江中的觀音巖水電站樞紐布置采用了混合壩方案，由左岸、河中碾壓混凝上重力壩和右岸心墻堆石壩組合而成，兩種壩型之間由“軟接頭”連接。混合壩一般可由混凝土重力壩(或支墩壩)同土石壩兩部分結合而成。施工方便。根據不完全統計，目前在我國己建和正在設計施工的、壩基有軟弱夾層或較大斷層的90 余座混凝土大壩中，由于壩基中的軟弱夾層未能及時發現，因此而改變設計、降低壩高、增加工程量或后期加固的就有30 余座，有的因此而停工，改變壩址或限制庫水位。(1) 設定擋墻與基巖接觸面之間的抗剪強度值采用純摩指標，計算在墻后土壓力的作用下擋墻的抗滑穩定性，其安全標準控制在Kc≥；(2) 設定擋墻與基巖接觸面之間的抗剪強度值采用抗剪斷指標，計算在墻后土壓力的作用下擋墻的抗滑穩定性，其安全標準控制在Kc≥。而在興建的水壩中出現了好多由于滑坡而出現工程事故的問題，因此水壩建設中對滑坡的穩定分析是非常必要的，同時要做到具體問題具體分析。為改善壩身應力狀態，避免裂縫，近代修建的高土石壩常將心墻略向上游傾斜做成斜心墻土石混合壩。對地形、地質條件適應性強。壩體與地基接觸面積大，相應壩底揚壓力大，對穩定不利。國外如位于美國科羅拉多州阿堪薩斯(ArkansaS)河的普布羅壩 (PuebloDam)，它的溢流部分是支墩壩，非溢流部分是土壩。選擇混合壩，除考慮水力因素外，主要是考慮地形條件。當一寬谷的河槽部分具有良好的巖基且接近地表，而覆蓋層向一岸或兩岸增厚，在此條件下，混合壩可能經濟、如果考慮混凝土、土石混合壩，則混凝土部分必須有良好的地基。90年代以后，人工邊坡的規模和高度不斷增大，邊坡穩定問題越來越突出。隨著計算機技術的飛速發展，數值模擬技術現己廣泛應用于邊坡問題的研究，尤其是在邊坡變形破壞過模擬以及穩定性分析方面發揮了重要作用。我國也有水壩8萬多做，但是實際上多為不規則的小型土壩，真正能夠全面發揮水壩功能的水壩實際上并不是很多。50年代首先建成了高105m的新安江和高71m的古田一級兩座寬縫混合壩。以我國為例，由于季風性氣候，暴雨集中，盡管時常有洪澇災害發生，而從總體上講，淡水資源十分缺乏。1959年，法國瑪爾帕塞水庫因地質問題發生垮壩，死亡421人。滑坡的治理措施都有其使用范圍及其優缺點,治理滑坡要因地制宜,要把“方案優化、經濟合理、技術可行、不留后患”作為滑坡防治的總體方針,要做到具體問題具體分析,只有這樣才能最大程度地減少經濟損失和人員傷亡。常見觸發滑坡的因素有:邊坡開挖,堤防快速填筑,地震作用,水庫水位驟降,暴雨作用,河流沖刷等。因此，開展研究抗滑穩定分析工作具有重要的實踐價值和學術意義，具有很高的的經濟效益和社會效益。壩體堆石料分為墊層、過渡層、主堆石區、次堆石區和基礎面過渡區。另外，本工程的特點是重力式擋墻后的填土中可能的滑裂面是土和基巖的接觸面，因此，不能完全套用庫倫理論, 需要在近代土壓力理論和修建高擋土墻實踐經驗的指導下，對混合壩方案的土壓力問題做專題研究，為高擋墻的結構設計和抗滑穩定分析提供基礎數據。；③、④沖溝系花崗斑巖脈風化所成，溝窄坡緩，其間山梁窄小；④、②沖溝于擋墻軸線偏下游處交匯，軸線處寬40多米，縱坡度35176。局部發育的燕山晚期花崗斑巖脈呈北西西向脈狀產出，巖體抗風化能力差，地表多為全風化狀態。斷層以正斷層為主，錯距由數米至上百米。；2. 走向N55~65176。傾角70~80176。~，~。(2) 土壓力的作用點不在下三分點。不斷變動直線滑裂面的位置，找得使P獲得極大的臨界滑裂面。(1)擋土墻是剛性的墻背垂直；(2)擋土墻的墻后填土表面水平；(3)擋土墻的墻背光滑，不考慮墻背與填土之間的摩擦力。對于墻后土體重度為γ的均質填土情況，此時墻背處任一點的豎向應力sz =gz，代入式（）得： ()當填土為無粘性土（C=0）時，主動土壓力強度與深度Z成正比，沿墻高呈三角形分布，如圖（b）所示。庫倫于1776年根據研究擋土墻墻后滑動土楔體的靜力平衡條件，提出了計算土壓力的理論。E的方向與墻背法線間夾角為土對擋土墻背的摩擦角d，位于法線的下側，該力方向已知，但大小未知。此時土楔體ABC在其自重G和反力R和Ep作用下平衡，（b）所示，R和E的方向分別在BC和AB面法線的上方。由于這一理論不考慮墻背與填土之間的摩擦作用的影響；故其主動土壓力計算結果偏大，而被動土壓力計算結果則偏小。 混凝土擋墻軸線剖面圖土壓力計算采用的參數取值參考設計院提供的設計采用值（），并結合以往工程經驗對個別參數取值作了適當調整。a=30176。a=30176。a=15176。進行對比計算。堆石與基巖接觸面C=0，φ=31176。對于78剖面來說，堆石壩整體穩定性較差，有沿堆石與基巖接觸面發生整體滑動的可能性，當堆石壩與基巖接觸面摩擦角為29176。進行對比計算。堆石與基巖接觸面C=0，φ=31176。考慮到建基面簡化和各種材料C值均設為0等安全儲備條件，選擇最大墻后土壓力時，選擇堆石與基巖接觸面摩擦角為29176。本次計算中，混凝土與弱風化花崗斑巖接觸面的抗剪強度參數采用設計院提供的范圍值的小值2233Z27888441）對于鋼筋混凝土面板混合壩方案，本次計算出于安全考慮，采用的土壓力值為對應于堆石與基巖接觸面j=29176。時，同理可得各剖面純摩和剪摩指標，計算結果見表 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=29176。若采用的土壓力值為對應于堆石與基巖接觸面j=31176。 f1= f2= C= L=代入公式純摩 =剪摩=當j=31176。由上述計算結果可知，各計算斷面的擋墻在墻后土壓力作用下，均能滿足抗滑穩定安全標準，擋墻處于穩定狀態。a， 對于剖面11P= G=1421t α=20176。）剖 面滑 動 模 式擋墻后土壓力(t/m)抗傾穩定安全系數K11擋土墻后，弧形滑動局部坡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，對于33剖面，當堆石與基巖接觸面j=29176。時的主動土壓力值，進行擋墻的抗傾覆穩定計算。時，滿足抗傾穩定安全標準。對于22剖面，整體邊坡的穩定性較差，采用剪摩指標時。(a) (b) 33剖面邊坡抗滑穩定計算簡圖（采用錨索加固，單寬錨固力P=500t），(a) 采用純摩指標；(b) 采用剪摩指標適當加大33剖面混凝土擋墻的尺寸。C=0時所相應求得的主動土壓力，作為標準土壓力值進行擋墻的抗滑和抗傾穩定計算，同時，對于擋墻底部與基巖的抗剪強度指標，分別采用純摩指標和剪摩指標進行擋墻的抗滑穩定計算。適當加大33剖面混凝土擋墻的尺寸。在邊坡抗滑穩定分析中，對于88剖面，當材料參數取純摩指標時，整體邊坡的穩定性較好，采用剪摩指標時。、j=29176。若采用堆石與基巖接觸面抗剪強度指標為j=31176。而33剖面的整體邊坡穩定性較差，采用。對于瀝青混凝土面板混合壩方案，當采用堆石與基巖接觸面抗剪強度指標為j=29176。C均為0時相應的土壓力大小，并分別以j=29176。5結論和建議1．在本項研究工作中，使用庫倫土壓力理論和STAB程序來計算土壓力，分析相應最大土壓力臨界滑裂面的部位。可見，加大擋墻的尺寸或采用一定的工程加固措施，可在一定程度上提高邊坡的整體穩定性。未達到抗傾穩定安全標準。 (a) (b) 33剖面邊坡抗滑穩定計算簡圖（擋墻尺寸加大），(a) 采用純摩指標；(b) 采用剪摩指標 瀝青混凝土面板混合壩方案計算結果對于瀝青混凝土面板混合壩方案，分別取純摩指標和剪摩指標，計算典型的88剖面和44剖面邊坡的抗滑穩定性。對于Z2剖面，當材料參數取純摩指標時，整體邊坡的穩定性較好，采用剪摩指標時。采用通用條分法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中各典型剖面邊坡的整體穩定、擋墻后局部邊坡穩定和一級馬道下局部邊坡的穩定性進行抗滑穩定分析計算。 L1= L2 =17m L3=31m代入公式=b， 對于剖面44P= G= α=20176。為安全起見，建議該部位擋墻尺寸適當加大，或采取必要的工程加固措施。 L1= L2 = L3=代入公式=c， 對于剖面33P= G= α=20176。以下對混凝土擋土墻進行抗傾覆穩定分析。）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 重力擋墻抗滑穩定分析結果（瀝青混凝土面板混合壩方案，j=31176。對于33斷面，取j=31176。時的土壓力值。a， 對于剖面11P= G=1421t α=20176。在壩體堆石的作用下重力擋墻沿建基面的抗滑穩定分析，采用以下兩種方法進行，(1) 設定擋墻與基巖接觸面之間的抗剪強度值采用純摩指標，計算在墻后土壓力的作用下擋墻的抗滑穩定性，其安全標準控制在Kc≥；(2) 設定擋墻與基巖接觸面之間的抗剪強度值采用抗剪斷指標，計算在墻后土壓力的作用下擋墻的抗滑穩定性，其安全標準控制在Kc≥。或φ=27176。和40176。計算簡圖如下(a) (b)(c) 剖面11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2