重力擋墻抗滑抗傾穩定性分析畢業論文(留存版)

　　

【正文】 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。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。j=176。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。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。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。）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。 L1= L2 = L3=23m代入公式=d， 對于剖面縱2P= G= α=20176。 L1= L2 = L3=代入公式=當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。若采用堆石與基巖接觸面抗剪強度指標為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。時對應的土壓力進行計算，未達到抗傾穩定安全標準。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。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。 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。和j=31176。時的主動土壓力值，進行擋墻的抗傾覆穩定計算。 f1= f2= C= L=31m代入公式純摩 =剪摩=b，對于剖面44P= G= α=20176。 f1= f2= C= L=代入公式純摩 =剪摩=當j=31176。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。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。j=176。j=176。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。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。j/2)； C—填土的粘聚力，kPa； —填土的內摩擦角，度。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。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。傾角10~15176。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。 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。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。因此水壩建設中對滑坡的穩定分析是非常必要的。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。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。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。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。壩體應力較低，材料強度不能充分發揮。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。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。結構作用明確。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。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。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。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。1963年，中國河北劉家臺土壩水庫失事，死亡943人。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。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。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。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。上述5組裂隙中，以2組裂隙最為發育，4組次之，5組最少。和10176。下面分別給與介紹。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。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。 上水庫壩基巖體力學參數表 力學參數名 稱抗剪斷強度抗剪強度變形模量E0 (104MPa)f′C′(MPa)f混凝土/弱風化砂巖~~~混凝土/弱風化花崗斑巖~~~混凝土/破碎砂巖(F4~F3之間)混凝土/弱風化泥質粉砂巖或粉砂質泥巖~~弱風化泥質粉砂巖或粉砂質泥巖~弱風化砂巖~~~~弱風化花崗斑巖~~~~強風化花崗斑巖//~泥質粉砂巖或粉砂質泥巖層面軟弱夾層巖屑夾泥型~~泥夾巖屑型~~破碎砂巖(F4~F3之間)斷層帶~~~**本參數表取自華東勘測設計院《科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）的表42。a=25176。 擋土墻后主動土壓力計算結果（鋼筋混凝土面板混合壩方案） 單位：噸/米剖 面工 況沿基巖接觸面滑動穿過堆石滑動(庫倫土壓力)φ=31176。~176。時， t/m， t/m， t/m，可見，堆石壩整體邊坡在擋墻后形成的土壓力最大。 f1= f2= C= L=代入公式純摩 =剪摩=c， 對于剖面33P= G= α=20176。2）對于瀝青混凝土面板混合壩方案，采用的土壓力值為對應于堆石與基巖接觸面j=29176。計算公式如下式：[3] ()式中K—抗傾穩定安全系數：M抗—抗傾力矩：M傾—傾覆力矩：LLL2—土壓力在水平和垂直方向分力及G對擋墻下游角點的力臂，其他符號與式()相同。，對于33剖面，當堆石與基巖接觸面j=31176。 筑壩堆石材料的物理力學指標材 料容 重(kN/m3)飽和容重(kN/m3)抗剪斷強度抗剪強度C’(kPa)φ’(176。 邊坡穩定計算結果（瀝青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88一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44一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 (a)1 采用純摩指標 (a)2 采用剪摩指標 (b)1 采用純摩指標 (b)2 采用剪摩指標 (c)1 采用純摩指標 (c)2 采用剪摩指標 88剖面邊坡抗滑穩定計算簡圖（瀝青混凝土面板混合壩方案），(a) 一級馬道下局部坡；(b) 墻后局部坡；(c) 整體坡沿基巖接觸面滑動 (a)1 采用純摩指標 (a)2 采用剪摩指標 (b)1 采用純摩指標 (b)2 采用剪摩指標 (c)1 采用純摩指標 (c)2 采用剪摩指標 44剖面邊坡抗滑穩定計算簡圖（瀝青混凝土面板混合壩方案），(a) 一級馬道下局部坡；(b) 墻后局部坡；(c) 整體坡沿基巖接觸面滑動由計算結果可知，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。C=0時所相應求得的主動土壓力進行計算，未達到抗傾穩定安全標準。時的土壓力進行計算校核。5．采用通用條分法并分別采用純摩和剪摩指標對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分析計算。對瀝青混凝土面板混合壩方案2個典型斷面的擋墻后土壓力進行計算，計算工況同上，結果表明，88剖面整體沿堆石與基巖接觸面滑動形成的土壓力大于擋墻后局部弧形滑動的庫倫土壓力，而44剖面邊坡整體處于穩定狀態，沿堆石與基巖接觸面滑動的可能性較小，擋墻承受的土壓力主要來自于墻后局部邊坡弧形滑動的庫倫土壓力。可見該邊坡的穩定性較差，建議適當加大33剖面擋墻的尺寸，或采取必要的加固措施，以確保工程的安全。對33剖面邊坡采用500t單寬錨固力的錨索加固邊坡，采用純摩指標時，；采用剪摩指標。）剖 面滑 動 模 式擋墻后土壓力(t/m)抗傾穩定安全系數K88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，