重力擋墻抗滑抗傾穩定性分析畢業論文(更新版)

　　

【正文】 2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33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)P=(c) 剖面縱2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78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土壓力計算針對44剖面和88剖面進行，土壓力作用位置設定為墻趾平面上有效墻高的一半處，土壓力作用方向與水平方向的夾角設定為20176。或φ=27176。和40176。于是，整個土楔對擋土墻的土壓力為=10984*+905*+1878*=9031 KN/m=10984*+905*+1878*=10316 KN/m=13710 KN/m STAB程序的計算針對11剖面、22剖面、33剖面、縱2剖面和78剖面等典型剖面進行，土壓力作用位置設定為墻趾平面上有效墻高的一半處，土壓力作用方向與水平方向的夾角設定為20176。對于土楔2已知條件：b=60176。對于土楔2已知條件：b=60176。)f備 注墊層料199/過渡層料170/主堆石料92/次堆1次堆石料76/次堆3過渡區料92/混凝土與砂巖//200縱2混凝土與砂巖//600縱4五通組堆石與基巖//2530/基巖為St9五通組堆石與基巖//2533/基巖為五通組五通組堆石與基巖//21/基巖為茅山組軟弱巖層層面//50/泥巖//200/軟弱夾層層面//30/100%連通率//64/80%連通率//98/60%連通率斷層面//25/砂巖（破碎）//100/縱2砂巖//650/縱4混凝土400/擋墻注：考慮連通率的軟弱夾層層面抗剪指標計算如下：不連通部分按弱風化泥質粉砂巖或粉砂質泥巖指標計算，連通部分按軟弱夾層層面指標計算。該理論考慮了墻背與土體之間的摩擦力，并可用于墻背傾斜、填土面傾斜的復雜情況。被動土壓力Ep與墻背法線成d角，位于法線下方，被動土壓力強度沿墻背的分布仍呈三角形，擋土墻底部的被動土壓力強度。即q變化，E也變化，相應于E最大時的傾斜面，才是最危險的滑動，此時與Emax大小相等，方向相反作用在墻背上的力Ea，才是所求的總主動土壓力。當墻背移離或移向填土，墻后土體達到極限平衡狀態時，填后填土是以一個三角形滑動土楔體的形式，沿墻背和填土土體中某一滑裂平面通過墻踵同時向下發生滑動。（a） 主動土壓力的作用（b）無粘性土（c）粘性土若填土為粘性土和粉土（C＞0），當 Z=0（墻頂處）時， ＜0，即出現拉應力區；Z=H 時， a點離填土面的深度Z0常稱為臨界深度，可令式（）為零求得Z0值，即 ()因此粘性土和粉土的土壓力分布僅為abc部分，（c）所示，其主動土壓力合力大小為abc部分的面積，即 () Ea方向水平指向墻背，作用點距墻底為(HZ0)/3。 半無限土體的極限平衡狀態 （注意字體格式）（a）半無限土體內的微單元體； （b）用莫爾圓表示主動和被動朗肯狀態（c）半無限土體的主動朗肯狀態；（d）半無限土體的被動朗肯狀態朗肯認為，當擋土墻墻背背立，光滑，墻后填土表面水平并無限延伸時，作用在擋土墻墻背上的土壓力相當于半無限土體中當土體達到上述極限平衡狀態時的應力情況。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，因此在擋墻抗滑穩定分析中，取通用條分法和庫侖理論兩種計算方法所得主動土壓力值中的較大者，以使計算結果偏于安全。和20176。邊坡穩定、土壓力和地基承載力是土力學的三個經典問題。W，傾向SW210~220176。傾角65~75176。擋墻軸線下部發育F25斷層。基巖以茅山組巖屑石英砂巖夾泥質粉砂巖為主，五通組石英巖狀砂巖主要分布于①、③沖溝之間的山梁處，巖層緩傾左岸偏下游，呈弱風化狀。局部達60176。混合壩壩軸線位于瀝青混凝土面板堆石壩軸線上游12m處，混凝土擋墻位于壩軸線下游132m左右。在壩軸線下游132m處，即可研階段地質“擋墻Ⅰ線”附近，布置混凝土重力擋墻（，混合壩布置圖）。上水庫位于銅官山主峰北側的溝谷內，由主壩、副壩和庫周山嶺圍成。對土壩穩定有懷疑時,應進行穩定校核。三峽工程混合壩的左岸廠房壩段深層抗滑穩定曾經是該工程的重大的技術問題之一，在壩體設計和壩基穩定方面開展過一系列的分析論證工作。1961年，蘇聯巴比亞水庫洪水漫頂垮壩，死亡145人。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，如位于廣西南丹縣大廠礦區酸水灣的一個個體選礦廠的水壩突然垮壩，猛烈下泄的礦泥將柳州華錫集團3棟礦工宿舍和一片民工棚戶共100多間民房淹沒。70年代建成了黃龍灘、龔嘴混合壩。我國水庫總庫容僅為5843億m3（其中在建庫容為1405億m3）。目前，常用的數值模擬方法有:有限單元法、有限差分法、邊界元法、離散元法、流形元法、非連續變形分析法以及各種禍合計算方法等。研究者們認識到，不僅要查清楚邊坡巖體結構面的地質力學成因、分布規律、結構面的充填物質、幾何特征等，而且要追溯邊坡巖體結構建造、結構改造和淺表生改造的全過程，并通過精細的量測技術和數理統計方法獲得表征巖體結構的連通率、跡長、間距、密度、起伏度、粗糙度等一系列定量參數。若混凝土壩段凈水頭小于20ft，則其可建在砂、礫石之類的較透水的材料之上，但不得超過容許的地基承載力。寬闊河谷常可為混合壩提供有利的壩址。日本的宮川壩，采用了混凝土斷面逐漸縮小，最后成為剛性心墻插入土石壩心墻內的混合壩連接型式。在平原地帶，或平原與山區相連接的寬闊河谷地段，往往洪水量很大，為了既能達到宣泄大流量洪水的目的，又能讓工程變得經濟，可以選擇建造混合壩。便于施工導流。穩定分析是混合壩設計的一項重要內容。在進行抗滑穩定性分析時，通過兩種不同的指標來計算安全系數。本文針對江蘇宜興抽水蓄能電站高擋土墻具體工程，在計算重力擋土墻后各剖面的主動土壓力時，用傳統的庫倫方法進行滑裂面通過堆石的計算和用STAB來進行沿基巖接觸面滑動的計算兩種工況。在任何可能出現的荷載組合情況下，混合壩都應保持穩定。樞紐泄洪問題容易解決。壩體體積大，在澆筑混凝土時，需要有較嚴格的溫度控制措施。位于美國南達科他州的安格斯特拉(Angostura)壩，它的溢流部分是重力壩，非溢流部分是土壩。適合于混合壩的地形通常是在平原地帶，或平原與山區相連接地段，很少在山區。若壩的混凝土部分最大凈水頭(上、下游水位差)超過 20ft(lft==)，則地基應為巖基。邊坡穩定性的研究也越來越受到重視，在以下幾個方面取得了較大進展:首先是關于巖體結構的研究:巖質邊坡結構復雜，其穩定性與邊坡巖體中發育的各類結構面特征密切相關。計算模型和巖土力學參數確定等方面都有了很大的進展。根據中國大壩委員會的統計，至2003年底30ｍ以上的大壩僅有4694座(其中在建30ｍ以上大壩有132座)，在建30ｍ以上大壩的裝機容量為56300MW。60年代建成了高97m的丹江口寬縫混合壩和高147m的劉家峽、高106m的三門峽兩座實體混合壩。隨著經濟的發展和社會用水需求的增長，要解決我國的水資源短缺，措施之一就是必須建設一批大型蓄水水庫，增加各流域汛期的蓄洪能力，從而增加水資源的可利用程度。1960年，巴西奧羅斯水庫在施工期間被洪水沖垮，死亡1000人。相當一部分混合壩的壩基存在軟弱結構面，其深層抗滑穩定問題受到普遍關注。通過對國內外的研究發展表明，對于水壩的滑坡進行穩定分析，對于已成土壩,在管理運用中,注意做好經營性的養護工作,防止或減輕外界因素對壩坡穩定的影響。江蘇宜興抽水蓄能電站位于宜興市西南郊約10km的銅官山區，是一座日調節純抽水蓄能電站，裝機容量1000MW，電站由上水庫、下水庫、輸水系統、地下廠房、地面開關站等建筑物組成。采用外購灰巖料；，采用砂巖夾泥巖料；主、次堆石區均采用砂巖夾泥巖料；過渡區厚4m，采用外購灰巖料。研究區位于銅官山主峰北側溝源坳地中，溝底高程420~440m，主沖溝呈東西向展布于北側，主壩擬建于東側，沿壩軸線地形起伏呈“W”形。左、右岸坡45~50176。混凝土擋墻部位覆蓋層大多淺薄，一般小于1m，沖溝部位有3~8m厚。擋墻部位斷裂構造從左至右有F2FFF1F1F2等，呈NW~NWW向橫切擋墻基礎。W，傾向NE25~35176。；5. 走向N50~60176。基巖巖體以弱~微透水性為主，透水性中等以上巖體分布在近地表風化破碎孔段，%，一般在孔深18m以內，（ZK79）。(3) 為了考慮應力重分配和蠕變的影響，176。這一極大值就是按庫倫土壓力理論獲得的主動土壓力。把土體當作半無限空間的彈性體，而墻背可假想為半無限土體內部的鉛直平面，根據土體處于極限平衡狀態的條件，求出擋土墻上的土壓力。主動土壓力合力大小為土壓力（強度）分布圖形的面積，即 ()Ea方向水平指向墻背，作用點距墻底為H/3。他假定擋土墻是剛性的，墻后填土是無粘性土。（a）土楔上的作用力（b）力矢三角形（c）主動土壓力分布當土楔體ABC處于極限平衡狀態（即將滑動）時，根據靜力平衡條件，G、E、R三力構成一閉合的力矢三角形，（b），按正弦定律可知： ()式中 由式（）可知，當a、b及填土的性質均為已知時，E的大小僅取決于滑動面的傾角q。按上述求主動土壓力同樣的原理可求得被動土壓力合力Ep為： （）其中式中Kp—庫倫被動土壓力系數，是j、α、β、δ角的函數，可由上式計算而得。庫倫土壓力理論根據墻后滑動土楔的整體靜力平衡條件推導土壓力計算公式，先求出作用在墻背上的總土壓力，需要時再計算土壓力強度及其分布形式。 97 (a) 11剖面圖 (b) 22剖面圖 (c) 33剖面圖 (d) 縱2剖面圖 (e) 78剖面圖 (f) 44剖面圖(g) 88剖面圖 土壓力計算剖面圖 筑壩堆石材料的物理力學指標（設計采用值）材 料容 重(kN/m3)飽和容重(kN/m3)C(kPa)φ(176。H=45m，g= kN/m d==代入公式=代入土壓力計算公式 =18166 KN/m176。H=35m，g= kN/m d==代入公式=代入土壓力計算公式 =10984 KN/m176。H=45m，g= kN/m d==代入公式=代入土壓力計算公式 =1878 KN/m176。壩體主堆石和次堆石的摩擦角分別為42176。、φ=29176。時。壩體主堆石和次堆石的摩擦角分別為42176。、φ=29176。時對應的主動土壓力計算結果進行穩定計算。時的主動土壓力值，分別采用純摩和剪摩指標計算。）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備注采用純摩指標采用抗剪斷指標11沿堆石與壩巖基交界面，整體坡計算采用土壓力對應壩體堆石與基巖接觸面j值為29176。時的主動土壓力值，土壓力值將有所減小，擋墻的抗滑穩定安全系數將有所提高，分別采用純摩和剪摩指標計算擋墻抗滑穩定安全系數。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（瀝青混凝土面板混合壩方案，j=29176。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。 L1= L2 = L3=代入公式= b， 對于剖面22P= G= α=20176。不滿足抗傾穩定安全標準。a，對于剖面88P= G= α=20176。而44剖面擋墻高度較小，擋墻發生傾覆失穩的可能性較小。對于33剖面，當材料參數取純摩指標時，整體邊坡的穩定性很差，采用剪摩指標時。采用純摩指標進行邊坡穩定性計算，；采用剪摩指標。計算結果表明， 33剖面擋墻的抗滑和抗傾穩定性較差，采用剪摩指標，未達到抗滑穩定安全標準。采用純摩指標進行邊坡穩定性計算，；采用剪摩指標。對于44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。、j=27176。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滿足