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单孔水闸抗滑稳定可靠性分析

防波堤毕业设计港航专业

毕业论文（设计）题目：青岛港董家口港区防波堤设计学院：海运与港航建筑工程学院专业：港口航道与海岸工程班级：学号：学生姓名：指导教师：二○一五年五月青岛港董家口港区防波堤设计摘要：青岛港董家口港区是散货运输等的重要中转基地，港区位于外海海域，波浪、潮流、风等都是影响港区内船舶泊稳的条件。所以需要修建防波堤，以抵御以上环境对港区正常运行的影响。防波堤的建造，需要考虑到自然条件和堤前水深的影响，合理的对防波堤进行布置。另外，对港区泥沙淤积分析和工程地质分析，使其在今后的运行更加有效和稳定。防波堤的平面布置，我们考虑到最高和最低潮位，通过防波堤施工设计规范，计算堤顶宽度和高度，确定横截面的情况。为了减少波浪力对防波堤冲击，布置人工护面块体消能。最后进行胸墙的稳定、地基稳定性和地基沉降的计算。董家口防波堤地处外海海域，是为了保护港区稳定，免受恶劣天气影响的斜坡式的防波堤。是沿海港口的重要组成部分。关键词：防波堤；越浪量；胸墙；总体布置

Breakwater design in Dongjiakou district of Qingdao port Abstract: The port of Dongjiakou is an important transit base for bulk cargo transportation,the port is located in the open sea. wave, tide, wind and so on influent the berthing of ships conditions. So it is necessary to build the breakwater, impact against the above environment on the normal operation of the port. The construction of the breakwater, need to take into account the influence of natural conditions and water depth in front of the dike, the reasonable layout of the breakwater. In addition, the analysis of port sediment analysis and engineering geology, make it more effective and stable operation in the future. The plane layout of breakwater, we considered the highest and lowest tidal level, through the design specification of breakwater construction, calculation of crest width and height, determine the cross section of the. In order to reduce the impact of wave force on the breakwater, layout 6T Accropode energy dissipation. Finally, the stability calculation of parapet foundation stability and settlement. Dongjiakou breakwater is located in the sea waters, in order to protect the stability of the port, from the weather sloping breakwater. Is an important part of coastal ports. Keywords: breakwater; wave overtopping; crest wall; general layout 目录第1章概述------------------------------------------------------ 1 第2章设计条件-------------------------------------------------- 2 地理位置及交通----------------------------------------------- 2 气象--------------------------------------------------------- 2 气温---------------------------------------------------- 2 降水---------------------------------------------------- 2 雾况---------------------------------------------------- 2 风况---------------------------------------------------- 2 工程水文---------------------------------------------------- 3

重力坝稳定及应力计算

六、坝体强度承载能力极限状态计算及坝体稳定承载能力极限状态计算（一）、基本资料坝顶高程：m 校核洪水位（P = %）上游：m 下游：m 正常蓄水位上游：m 下游：m 死水位：m 混凝土容重：24 KN/m3 坝前淤沙高程：m 泥沙浮容重：5 KN/m3 混凝土与基岩间抗剪断参数值：f `= c `= Mpa 坝基基岩承载力：［f］= 400 Kpa 坝基垫层混凝土：C15 坝体混凝土：C10 50年一遇最大风速：v 0 = m/s 多年平均最大风速为：v 0 `= m/s 吹程D = 1000 m

（二）、坝体断面 1、非溢流坝段标准剖面 (1)荷载作用的标准值计算（以单宽计算） A 、正常蓄水位情况（上游水位，下游水位） ① 竖向力（自重） W 1 = 24×5×17 = 2040 KN W 2 = 24×× /2 = KN W 3 = ×（）2× /2 = KN ∑W = KN W 1作用点至O 点的力臂为： /2 = m W 2作用点至O 点的力臂为： m 067.16.83 2 26.13=?- W 3作用点至O 点的力臂为： m 6.58.0)10905.1094(3 1 26.13=?-?-

竖向力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：M OW1 = 2040×= 8772 KN·m M OW2 = －×= －KN·m M OW3 = －×= －445 KN·m ∑M OW = KN·m ②静水压力（水平力） P1 = γH12 /2 = ×－1090)2 /2= －KN P2 =γH22 /2 =×2 /2 = ∑P = －KN P1作用点至O点的力臂为：－1090)/3 = P2作用点至O点的力臂为：－1090)/3 = 静水压力对O点的弯矩（顺时针为“－”，逆时针为“+”）：M OP1 = ×= －6089 KN·m M OP2 = ×= KN·m ∑M OP = －KN·m ③扬压力扬压力示意图请见下页附图： H1 = －1090 = m H2 = －1090 = m (H1 －H1) = －= m 计算扬压力如下： U1 = ××= KN U2 = ××/2 = KN ∑U = KN

水闸设计及闸室稳定计算

[附录一：泄洪冲砂闸及溢流堰的水力计算 1.1设计资料：根据设计任务书中提供的资料和该枢纽布置段的基本地形资料本工程中的河流属于山溪性河流天然来水量多集中在洪水季节，平时来水量仅占全年来水量的10%；河水中泥沙含量较大尤其是伴随洪水中的泥沙较多；再根据其地形资料来看本工程布置段的地形坡度比较合适，因此在选择泄洪冲砂闸地板高程1852.40m。根据上述本工程中的泄洪冲砂闸为宽顶堰，堰顶高程1852.40m，过闸水流流态为堰流。汛期通过闸室的设计洪水流量Q 设=1088m3/s,校核洪水流Q 校 =1368 m3/s。因为泄洪冲砂闸为宽顶堰所以尺寸拟定用堰流公式： δ- 为淹没系数，取为1.0； m---为流量系数，因为是前面无坎的宽顶堰所以m=0.385； ε--为侧收缩系数，先假定为1.0； H--- 位总水头，初设阶段不考虑行进流速，即假设的堰上水头； b—闸门净宽；来洪水时洪水将由溢流堰和泄洪冲砂闸两部分共同承担，这样可减去一部分闸孔的净宽并设置溢流侧堰初步拟定溢流堰为折线形实用堰。初步拟定溢流堰堰顶高程=进水闸设计流量的堰顶水头对应的水位+（0.2—0.3m）=进水闸闸底高程1853.60m +闸前水位1.40m +超高0.2m =1856.4m 采用共同水位法和堰流公式计算两种工作情况下的特征洪水位：先假设一个水位，用堰流公式分别计算过堰流量和过闸流量，二者相加等于实际流接近计算工作情况下的洪水流量时，该水位就为所求。因为泄洪冲砂闸为宽顶堰所以尺寸拟定用堰流公式：

δ- 为淹没系数，取为1.0 m---为流量系数，因为是前面无坎的宽顶堰所以m=0.385；计算溢流堰时因为溢流堰为折线形实用堰m=0.3. ε--为侧收缩系数，先假定为1.0； H--- 位总水头，初设阶段不考虑行进流速，即假设的堰上水头。 b—闸门净宽计算结果如附表1-1，1-2 （a）设计洪水情况下：洪水流量Q=1018 m3/s。（b）校核洪水情况下：洪水流量Q=1368 m3/s 经过计算泄洪冲砂闸净宽96m，溢流堰长度95m，设计洪水位1855.8m校核洪水位1856.30m。泄洪冲砂闸净宽为96m，每孔取净宽8m，边墩宽0.8m ,中墩宽1.0m缝墩1m。

重力坝稳定分析方法及提高坝体抗滑稳定的工程措施

重力坝的稳定性汪祥胜3008205112（46）前言：重力坝是世界出现最早的一种坝型，早在2900年前在埃及就出现了最早的重力挡水坝。随着我国重力坝建设的繁荣，数量的增多和高度的不断提升，使得对稳定分析有着重要的理论和实践意义。大坝的稳定性直接关系到大坝安全性和人民群众的生命财产息息相关，而此次实习的三峡和向家坝皆是重力坝的代表杰作，通过实习定能从深层次上了解有关大坝稳定性的相关问题，包括什么是重力坝，重力坝稳定的意义，其稳定性分析方法和提高坝体抗滑稳定性的工程措施及在实际中的应用情况和应注意的问题。一．什么是重力坝 1.重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。重力坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。 2.优缺点：重力坝优点：重力坝之所以得到广泛应用,是由于有以下优点：①相对安全可靠,耐久性好，抵抗渗漏、洪水漫溢、地震和战争破坏能力都比较强；②设计、施工技术简单，易于机械化施工；③对不同的地形和地质条件适应性强，任何形状河谷都能修建重力坝，对地基条件要求相对地说不太高；④在坝体中可布置引水、泄水孔口，解决发电、泄洪和施工导流等问题。重力坝缺点：①坝体应力较低，材料强度不能充分发挥；②坝体体积大，耗用水泥多；③施工期混凝土温度应力和收缩应力大，对温度控制要求高。 3.工作原理；重力坝在水压力及其它荷载作用下必需满足： A、稳定要求：主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足。 B、强度要求：依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力来满足。 4.重力坝类型：重力坝按筑坝材料的不同分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。重力坝按其结构形式分为:①实体重力坝;②宽缝重力坝；③空腹重力坝。重力坝按泄水条件可分为非溢流坝和溢流坝两种剖面。实体重力坝因横缝处理的方式不同可分为三类。①悬臂式重力坝：横缝不设键槽，不灌浆；②铰接式重力坝：横缝设键槽，但不灌浆；③整体式重力坝：横缝设键槽，并进行灌浆二．稳定性分析方法： 1.抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全度。当岸坡坝段地形陡峻时，还需核算这些坝段在三向荷载作用下的抗滑稳定。

重力坝稳定及应力计算书..

5.1重力坝剖面设计及原则 5.1.1剖面尺寸的确定重力坝坝顶高程1152.00m，坝高H=40.00m。为了适应运用和施工的需要，坝顶必须要有一定的宽度。一般地，坝顶宽度取坝高的8%～10%，且不小于2m。若有交通要求或有移动式启闭设施时，应根据实际需要确定。综合考虑以上因素，坝顶宽度m B10 。考虑坝体利用部分水中增加其抗滑稳定，根据工程实践，上游边坡坡率n=0～0.2，下游边坡坡率m=0～0.8。故上游边坡坡率初步拟定为0.2，下游边坡坡率初步拟定为0.8。上游折坡点位置应结合应力控制标准和发电引水管、泄洪孔等建筑物的进口高程来定，一般折坡点在坝高的1/3～2/3附近，故初拟上游折坡点高程为1138.20m。下游折坡点的位置应根据坝的实用剖面形式、坝顶宽度，结合坝的基本剖面计算得到（最常用的是其基本剖面的顶点位于校核洪水位处），故初拟下游折坡点高程为1148.50m。 5.1.2剖面设计原则重力坝在水压力及其他荷载的作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力维持抗滑稳定；同时依靠坝体自重产生压应力来抵消由于水压力引起的拉应力以满足强度要求。非溢流坝剖面设计的基本原则是：①满足稳定和强度要求，保证大坝安全；②工程量小，造价低；③结构合理，运用方便；④利于施工，方便维修。遵循以上原则拟订出的剖面，需要经过稳定及强度验算，分析是否满足安全和经济的要求，坝体剖面可以参照以前的工程实例，结合本工程的实际情况，先行拟定，然后根据稳定和应力分析进行必要的修正。重复以上过程直至得到一个经济的剖面。 5.2重力坝挡水坝段荷载计算 5.2.1基本原理与荷载组合重力坝的荷载主要有：自重、静水压力、扬压力、泥沙压力、浪压力、动水压力、冰压力、地震荷载等。本次设计取单位长度的坝段进行计算。相关荷载组合见表4.5。表4.5 荷载组合表组合情况相关工况自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力冰压力地震荷载动水压力土压力基本正常√√√√√√

水闸工程设计万能模板

水闸工程设计万能模板压力扬压力渗流压力合计- 1956 浮托力 - 闸室基底应力计算根据《水闸设计规范》SL265—20XX[2] 条规定：当结构布置及受力情况对称时，闸室基底应力可按以下公式计算。 PPminmaxmaxminGMAWG16e AB式中：——闸室基底应力的最大值或最小值； G——作用在闸室上的全部竖向荷载； M——作用在闸室上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩； A——闸室基底面的面积； W——闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩；e——竖向力对底板底面中心的偏心距；e B——底板顺水流方向长度。各种情况下，闸室基底应力具体计算结果见表9—6。表9—6 闸室基底应力计算表计算情况完建情况设计情况 B23 2MG；

M A 2B e PmaxPmin 36 校核情况 1956 - 地基承载能力验算已知地基允许承载力[P]为100(kPa）。基底压力不均匀系数Pmaxpmin的允许值《水闸设计规范》SL265—20XX[2]表可知：基本组合=～；特殊组合=。验算P 表9—7 验算P计算表完建情况设计情况校核情况 Pmax Pmin PmaxPmin2P [P] P 100 100 100 经验算，符合设计要求。验算PmaxR 具体计算见表表9—8 验算Pmax计算表完建情况设计情况校核情况 Pmax [P] 120 120 120 经验算，符合设计要求。验算PmaxPmin 37 表9—9 验算计算表完建情况设计情况校核情况 Pmax Pmin ~ ~ 经验算，符合设计要求。闸室抗滑稳定计算闸底板上、下游端设置的齿墙深度为，按浅齿墙考虑，闸基下没有软弱夹层。根据《水闸设计规范》SL265—

基于有限变形法(超载法)重力坝深层抗滑稳定分析

基于有限变形法（超载法）重力坝深层抗滑稳定分析发表时间：2019-12-26T09:27:44.273Z 来源：《建筑细部》2019年第15期作者：舒建国[导读] 本文利用ABAQUS有限元分析软件，建立考虑基岩岩体软弱夹层结构面力学特性的二维重力坝深层抗滑稳定弹塑性计算模型。水利部珠江水利委员会技术咨询中心广东广州 510000 摘要：目前，对于重力坝深层抗滑稳定分析，规范规定以刚体极限平衡法计算为主，必要时可辅以有限元法、地质力学模型试验等方法进行分析。本文利用ABAQUS有限元分析软件，建立考虑基岩岩体软弱夹层结构面力学特性的二维重力坝深层抗滑稳定弹塑性计算模型。关键词：有限元；重力坝；深层抗滑稳定；比较一、重力坝深层抗滑稳定问题重力坝深层滑动大致分为三种形式：（1）坝址下游由于长期流水冲刷作用，存在冲沟、冲坑等临空面，坝基岩体可能沿缓倾角软弱夹层向临空面方向滑移失稳；（2）坝址下游岩体为缓倾角软弱岩体，或存在横向软弱破碎带，在各荷载作用下易发生褶曲、压缩，甚至剪切破坏，导致坝基岩体沿软弱面滑动；（3）沿坝基岩体中存在两条（或多条）缓倾角软弱结构面，分别倾向上游和下游，即本文要讨论的双斜滑动面滑移。二、稳定分析方法的研究现状 1.刚体极限平衡法目前对于深层抗滑稳定的分析方法和深层抗滑稳定安全系数的计算，我国规范规定以刚体极限平衡法计算为主，必要时可辅以有限元法、地质力学模型试验等方法并进行综合评定，其成果可作为坝基处理方案选择的依据，有关重力坝深层抗滑稳定的规定见现行《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005）附录E 坝基深层抗滑稳定计算。 2.弹塑性力学有限单元法超载法属于弹塑性力学有限变形法的一种，计算坝体抗滑稳定安全系数时要先施加实际荷载，得到正常运行状态下坝体、地基的应力、应变等，然后加大作用荷载，直至大坝失稳破坏，得到此时坝体及地基的应力、应变及超载安全系数，并据此判断大坝安全度。超载法分为超水位法和超水重法，其本质是模拟作用荷载的不确定性以及评价坝体承受超载作用的能力。本文采用超水重法。三、抗滑稳定评判准则对重力坝进行深层抗滑稳定分析，必然要涉及坝体怎样才被认为失稳的问题，即稳定评判准则。 1、在超载法分析过程中，随着荷载的逐步加大，首先在局部小范围出现剪压或拉裂屈服区，随后这一屈服破坏范围逐步扩大，直到贯通，丧失保持稳定的能力，这时坝体发生失稳破坏。因此，可采用屈服区是否贯通来判断坝体、坝基的整体安全度。 2、在运用有限元分析软件计算时，若发生计算不收敛，则说明坝体、坝基发生较大变形，可作为判断坝基是否发生失稳破坏的准则。四、算例 1、基本资料本文针对双斜滑动面分析。算例模型中坝体高130m，顶宽20m，底宽100m。蓄水位为128m，夹层厚0.52m。坝基内有2条软弱夹层AB 和CD，其中AB倾向下游，倾角为13°；CD倾向上游，倾角为13.6°，交点C深度为56m。 2、定义材料属性本模型将坝体和地基定义为弹性材料；将软弱夹层定义为弹塑性材料，并采用Mohr-Coulomb屈服准则。大坝和坝基的力学参数见表1。 3、定义分析步本模型定义三个分析步：Initial Step、Step-1、Step-2。其中，Initial Step为ABAQUS/CAE自动创建。Step-1用来一次性加载重力；Step-2用来分步加载水荷载，加载步数在计算过程中由10步增加到50步。 Mohr-Coulomb模型需应用非对称算法，因此在Equation Solver Method区域中将Matrix storage设为Unsymmetric，即非对称分析。 4、模拟荷载及约束在本次研究分析过程中，仅考虑重力与静水压力，按照蓄水位和公式p=γh可得静水压力。边界约束条件为：地基左右两侧水平方向约束，地基底部竖直方向约束。 5、划分网格模型坝体、基岩、夹层采用CPE4作为主要单元类型，少数部分采用CPE3。划分网格时，在重点区域加密网格单元，边界处采用较疏的网格单元。单元总数7458个（其中CPE4有7266个，CPE3有192个），节点总数7528个。 6、计算结果分析为研究坝基随超载系数的增大而发生的渐进破坏过程，计算从正常运行状态（Kp=1）开始，逐步增大超载系数Kp（1.2，1.6，2.0，2.4，2.6，3.0，3.2，3.6，4.0，4.6，5.0，5.2，5.4，5.6，5.7，5.75），直至出现计算不收敛。由积分点等效塑性应变图可知，随着超载系数的增大，软弱夹层的塑性区范围不断扩大，当Kp=3时，软弱夹层AC已全部进入塑性，此时CD段尚未进入塑性；当Kp=4.6时，软弱夹层ACD已全部进入塑性，但尚未进入极限状态，直到Kp=5.75计算不再收敛，说明此时软弱夹层达到极限状态。若按照塑性区贯通比例来确定抗滑稳定安全系数，Kp=4.6较为合理。综上所述，根据不同的稳定安全判据所得到的超载系数如表2

水运工程技术规范强制性条文(J6防波堤)

水运工程技术规范强制性条文（J6） J6 《防波堤设计与施工规范》(JTJ 298—98) 3．0．5 防波堤结构应进行模型试验验证，当有类似条件下的试验资料时，可不再进行试验。 3．0．7 对于施工过程中未成型的防波堤堤段，应根据实际情况考虑采取必要的防浪措施。 4．2．1 斜坡堤设计应计算以下内容： (1)护面块体的稳定重量和护面层厚度； (2)栅栏板的强度； (3)堤前护底块石的稳定重量； (4)胸墙的强度和抗滑、抗倾稳定性； (5)地基的整体稳定性； (6)地基沉降(确定堤顶预留高度)。 4．2．2* 斜坡堤承载能力极限状态设计时，应以设计波高及对应的波长确定的波浪力作为标准值，并应考虑以下三种设计状况及相应的组合。 4．2．2．1* 持久状况，应考虑以下的持久组合： (1)设计高水位时，波高应采用相应的设计波高； (2)设计低水位时，波高的采用分为以下两种情况：当有推算的外海设计波浪时，应取设计低水位进行波浪浅水变形分析，求出堤前的设计波高；当只有建筑物附近不分水位统计的设计波浪时，可取与设计高水位时相同的设计波高，但不超过低水位时的浅水极限波高； (3)*极端高水位时，波高应采用相应的设计波高。 4．2．2．3* 偶然状况，在进行斜坡堤整体稳定计算时，应考虑地震作用的偶然组合，水位采用设计低水位，不考虑波浪对堤体的作用。 4．2．14* 斜坡堤内坡护面块体的重量应符合下列规定： (1)*当允许少量波浪越过堤顶时，从堤顶到设计低水位之间的内坡护面块体重量，应与外坡护面的块体重量相同；设计低水位以下的内坡护面块体，应按堤内侧波浪进行复核； (2)*当不允许波浪越过堤顶时，内坡护面应按堤内侧波浪进行计算。 4．2．15* 斜坡堤堤顶块体的重量，一般情况下应与外坡的块体重量相同。当堤顶高程在设计高水位以上不足0．2倍设计波高值时，其重量不应小于外坡护面块体重量的1．5 倍。 4．3．3* 可冲刷地基上的斜坡堤，其护面块体或水下棱体的大块石均不应直接抛于海底面上，而应在海底面上设置垫层。 4．3．4* 对采用两层扭工字块体护面的斜坡堤，其港外侧构造应符合下列要求： (1)*当随机安放两层扭工字块体时，其上层应有60％以上的块体保持垂直杆件在堤坡下方，水平杆件在堤坡上方的形式； (2)当为规则安放扭工字块体时，应使全部块体保持垂直杆件在堤坡下方，水平杆件在堤坡上方。4．3．7* 斜坡堤堤头段的构造应符合下列要求： (3)堤头段护面块体的重量应大于堤身外坡护面块体重量，也可将堤头段两侧的坡度适当放缓； (4)堤头段的护底块石重量也应适当加大。 4．3．9 当堤根段出现波能集中时，应对堤根段和相邻的海岸段采取加强措施。 4．3．10 当堤轴线向外拐折形成凹角，造成波能集中时，应采取加强措施。 5．1．5 在非岩石地基上的抛石基床厚度应由计算确定，但对粘土地基厚度不应小于1．5m，砂土地基不应小于1．0m(含碎石垫层0．3m)。岩石地基的抛石基床，厚度不应小于0．5m。 5．2．2* 对重力式直立堤，承载能力极限状态应考虑以下三种设计状况及相应组合。 5．2．2．1* 持久状况，应考虑以下的持久组合： (1)设计高水位时，波高采用相应的设计波高；

重力坝抗滑稳定及应力计算

项目名称：几内亚凯勒塔（KALETA）水电站工程项目阶段：复核阶段计算书名称：重力坝抗滑稳定及应力计算审查：校核：计算：黄河勘测规划设计有限公司 Yellow River Engineering Consulting Co. ,Ltd. 二〇一二年四月

目录 1.计算说明..................................................................................... 错误!未定义书签。目的与要求 ......................................................................... 错误!未定义书签。基本数据 ............................................................................. 错误!未定义书签。 2.计算参数和研究方法................................................................. 错误!未定义书签。荷载组合 ............................................................................. 错误!未定义书签。计算参数及控制标准 ......................................................... 错误!未定义书签。计算理论和方法 ................................................................. 错误!未定义书签。 3.计算过程..................................................................................... 错误!未定义书签。荷载计算 ............................................................................. 错误!未定义书签。自重 ............................................................................. 错误!未定义书签。水压力 ......................................................................... 错误!未定义书签。扬压力 ......................................................................... 错误!未定义书签。地震荷载 ..................................................................... 错误!未定义书签。安全系数及应力计算 ......................................................... 错误!未定义书签。 4.结果汇总..................................................................................... 错误!未定义书签。

重力坝深层抗滑稳定计算分析

重力坝深层抗滑稳定计算分析建设工程学部水1101班金建新 201151073

【摘要】重力坝依靠自身重量来维持稳定,所以,安全就是重力坝设计的最基本最重要的要求。一般情况下,坝体基岩很少是完整的岩体,常常存在复杂的节理、裂隙或断层等地质结构,并形成不可预知的滑动通道。由于坝基的地质缺陷很难被发现,或者被清楚的了解,所以往往导致严重的工程事故。因此,重力坝深层抗滑稳定性的研究在工程上具有普遍性和紧迫性。对坝基岩体存在断层、节理、裂隙、软弱夹层等地质缺陷的重力坝工程进行稳定性分析与评价并提出合理的处埋措施对大坝工程实践具有十分重要的技术经济意义。目前,重力坝稳定分析的方法很多,而在实际工程中,通常采用的方法是有限元法与刚体极限平衡法的结合,这样的优点在于：既可以避免难引入刚体极限平衡法的影响因素的缺陷,又可以规范安全系数的定义,方便设计人员进行使用。本文作者通过理论分析和算例计算的比较,认为邵龙潭教授创立并发展的有限元极限平衡方法是优胜于刚体极限平衡法和有限元强度折减法的优秀方法。有限元极限平衡方法理论严密,计算验证充分可靠,集合了刚体极限平衡法和有限元强度折减法各自的优点,又有效克服了两种方法的不可回避的缺点。本文将有限元极限平衡法应用到重力坝深层抗滑稳定分析的问题中,显示出了与传统刚体极限平衡方法及有限元强度折减法计算分析结果一致的适用性,同时能够搜索出与实际情况相符的最危险滑裂面,并减少了稳定计算的工作量。通过分析和讨论重力坝在分层施工、运行期蓄水及渗流等工况下的稳定性,得到了与实际工程中相一致的结果和结论,进一步验证了有限

元极限平衡法在重力坝稳定性分析问题中的实用性。所以,有限元极限平衡是有很大发展前景的稳定分析的理论和方法。前言随着水利资源的不断开发, 地质良好的坝址越来越少, 当坝基岩体内存在缓倾角的软弱夹层时, 坝体便有可能带动部分基岩沿软弱夹层滑动, 对大坝的抗滑稳定十分不利, 因此必须核算坝体带动基岩沿软弱面失稳的可能性, 研究坝体的深层抗滑问题[ 1] 。目前, 国内重力坝抗滑稳定分析多采用有限元法模拟坝体和坝基材料的非线性本构关系, 计算坝体及坝基各部位的应力、位移和破坏形态[ 2] 。对于大多数滑动面未知的深层抗滑问题, 可采用有限元强度折减法, 按照比例降低基岩及地基中软弱结构面的抗剪强度指标直至达到临界失稳状态。笔者依据有限元强度折减法探讨了在地震作用下重力坝的深层抗滑稳定问题。一计算方法 1. 1 计算思路选取典型坝段的剖面进行适当简化, 建立三维有限元模型; 基于反应谱法计算单独地震荷载作用下坝体通过建基面作用在基岩上的水平地震剪力[ 3] ; 对计算模型进行渗流场分析, 得到各节点的水头, 由此计算渗透荷载[ 2] ; 将计算渗流场得到的渗透压力作为节点荷载施加到坝体, 选取不同材料的强度折减系数进行静力深层抗滑稳定计算分析; 将水平地震剪力作为节点荷载施到坝基上, 选取不同

重力坝稳定分析方法及提高坝体抗滑稳定的工程措施样本

重力坝的稳定性汪祥胜 ( 46) 前言: 重力坝是世界出现最早的一种坝型, 早在29 前在埃及就出现了最早的重力挡水坝。随着中国重力坝建设的繁荣, 数量的增多和高度的不断提升, 使得对稳定分析有着重要的理论和实践意义。大坝的稳定性直接关系到大坝安全性和人民群众的生命财产息息相关, 而此次实习的三峡和向家坝皆是重力坝的代表杰作, 经过实习定能从深层次上了解有关大坝稳定性的相关问题, 包括什么是重力坝, 重力坝稳定的意义, 其稳定性分析方法和提高坝体抗滑稳定性的工程措施及在实际中的应用情况和应注意的问题。一．什么是重力坝 1.重力坝是由砼或浆砌石修筑的大致积档水建筑物, 其基本剖面是直角三角形, 整体是由若干坝段组成。重力坝在水压力及其它荷载作用下, 主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。 2.优缺点: 重力坝优点: 重力坝之因此得到广泛应用,是由于有以下优点: ①相对安全可靠,耐久性好, 抵抗渗漏、洪水漫溢、地震和战争破坏能力都比较强; ②设计、施工技术简单, 易于机械化施工; ③对不同的地形和地质条件适应性强, 任何形状河谷都能修建重力坝, 对地基条件要求相对地说不太高; ④在坝体中可布置引水、泄水孔口, 解决发电、泄洪和施工导流等问题。重力坝缺点: ①坝体应力较低, 材料强度不能充分发挥; ②坝体体积大, 耗用水泥多; ③施工期混凝土温度应力和收缩应力大, 对温度控制要求高。 3.工作原理; 重力坝在水压力及其它荷载作用下必须满足:

A、稳定要求: 主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足。 B、强度要求: 依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力来满足。 4.重力坝类型: 重力坝按筑坝材料的不同分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。重力坝按其结构形式分为:①实体重力坝;②宽缝重力坝; ③空腹重力坝。重力坝按泄水条件可分为非溢流坝和溢流坝两种剖面。实体重力坝因横缝处理的方式不同可分为三类。①悬臂式重力坝: 横缝不设键槽, 不灌浆; ②铰接式重力坝: 横缝设键槽, 但不灌浆; ③整体式重力坝: 横缝设键槽, 并进行灌浆二．稳定性分析方法: 1.抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全度。当岸坡坝段地形陡峻时, 还需核算这些坝段在三向荷载作用下的抗滑稳定。 2.重力坝滑动失稳模式极其计算方法重力坝可能沿坝基平面滑动, 也可能沿地在中缓倾角断层或软弱夹层滑动。中国修建了大中型重力坝100余座, 其中有1/3存在深层滑动问题。 ( 一) 沿坝基面的抗滑稳定分析

《水闸》习题(一)

《水闸》习题(一) 空题（10*2=20分） 1．水闸闸室要满足和要求。 2．闸底板与铺盖之间的缝一般是缝，其作用是。 3．扬压力是由和组成。 4．水闸下游排水孔的作用是。 5．水闸翼墙的墙结构形状有、、和空箱式。 6．闸底板顺水流方向是由、和三方面确定。 7．最常见的闸室结构有和两种。 8．软土闸基一般的处理方法有：①；②；③。 9、海漫的作用是和。它应具有、和。 10、铺盖的主要作用是________________________________，它还有 ____和________________作用。水闸稳定计算工况水闸上下游水头差。水闸消能防冲设计工况水闸单宽最大。二、名词解释（5*4=20分） 1．地下轮廓线 2．反滤层 3．管涌 4．消能工三、判断题（10分） 1．水工建筑物的分级与水利枢纽的等别无关。（） 2．水闸的对称开启是为了防止折冲水流的产生。（） 3．渗透坡降越大越容易产生渗透变形。（） 4．闸基渗流和侧向绕渗流均为无压渗流。（） 5．护底的作用是防冲，铺盖的作用是防渗。（） 6．海漫有消能的作用。（） 7．黏性土闸基一般不用铺盖防渗。（） 8．非粘性土中不产生管涌现象。（） 9．砂卵石闸基处理的主要问题是强度。（） 10．大型水闸底板一定要用倒置梁法进行结构计算。（）四、简答题（5*5=25分）水闸的工作特点和设计要求各是什么？涵洞式水闸闸门后的通气孔有什么作用？水闸闸室稳定分析包括哪些内容？闸基渗流有哪些危害？反滤层的设计原则是什么？一般设计在什么位置？五、作图题（10分）画出重力式翼墙横剖面图并说明它的适用条件。六、计算题（15分）。某水闸如图所示：上游水位10.0m，下游水位5.0m，铺盖厚0.4m，底板厚1.0m，反滤层—0.7m，试用直线比例法求：①C=4.0,估算地下轮廓线的长度；②计算底板扬压力大小；③[J]=0.6，

稳定性验算

承载能力极限状态 1）根据JTJ250-98《港口工程地基规范》的5.3.2规定，土坡和地基的稳定性验算，其危险滑弧应满足以下承载能力极限状态设计表达式： /Sd Rk R M M γ≤ 式中：Sd M 、Rk M ——分别为作用于危险滑弧面上滑动力矩的设计值和抗滑力矩的标准值； R γ为抗力分项系数。 2）采用简单条分法验算边坡和地基稳定，其抗滑力矩标准值和滑动力矩设计值按下式计算： ()cos tan ()sin Rk ki i ki i ki i ki Sd s ki i ki i M R C L q b W M R q b W α?γα??=+ +?? ??=+?? ∑∑∑ 式中：R ——滑弧半径（m ）； s γ——综合分项系数，取1.0； ki W ——永久作用为第i 土条的重力标准值（KN/m ），取均值，零压线以下用浮重度计算； ki q ——第i 土条顶面作用的可变作用的标准值（kPa ）； i b ——第 i 土条宽度（m ）； i α——第i 土条滑弧中点切线与水平线的夹角（°）； ki ?、ki C ——分别为第i 土条滑动面上的内摩擦角（°）和粘聚力（kPa ）标准值，取均值； i L ——第 i 土条对应弧长（m ）。 3）地基稳定性计算步骤（1）确定可能的滑弧圆心范围。通过边坡的中点作垂直线和法线，以坡面中点为圆心，分别以1/4坡长和5/4坡长为半径画同心圆，最危险滑弧圆心即在该4条线所包含的范围内。

（2）作滑动滑弧。选定某些滑动圆心，作圆与软弱层相切，则与防波堤及土层相交的圆弧即为滑弧。（3）进行条分。对滑弧内的土层等进行条分，选择土条的宽度，并且对土条进行编号。（4）计算各个土条的自重力。利用公式ki i i i W h b γ=计算各个土条的自重力。（5）计算滑弧中点切线与水平线的夹角。作滑弧的中点切线，读出它与水平线之间的夹角，注意滑弧滑动的方向，确定夹角的正负。（6）确定土条内滑弧的内摩擦角与粘聚力。对于不同的土层，内摩擦角与粘聚力取均值。（7）计算危险弧面上的滑动力矩与抗滑力矩。利用公式计算抗滑力矩和滑动力矩。抗滑力矩为 ( )c o R k k i i k i i k i i k i M R C L q b W α???= ++ ?? ∑ ∑；而滑动力矩为()sin Sd s ki i ki i M R q b W γα??=+??∑。确定是否满足要求。利用承载能力极限状态设计表达式/Sd Rk R M M γ≤判断是否满足稳定性的要求。

(水闸)习题(一)

(水闸)习题（一）一、空题〔10*2=20分〕 1、水闸闸室要满足和要求。 2、闸底板与铺盖之间的缝一般是缝，其作用是。 3、扬压力是由和组成。 4、水闸下游排水孔的作用是。 5、水闸翼墙的墙结构形状有、、和空箱式。 6、闸底板顺水流方向是由、和三方面确定。 7、最常见的闸室结构有和两种。 8、软土闸基一般的处理方法有：①；②；③。 9、海漫的作用是和。它应具有、和。 10、铺盖的要紧作用是________________________________，它还有 ____和________________作用。 11、水闸稳定计算工况水闸上下游水头差。 12、水闸消能防冲设计工况水闸单宽最大。【二】名词解释〔5*4=20分〕 1、地下轮廓线 2、反滤层 3、管涌 4、消能工【三】判断题〔10分〕 1、水工建筑物的分级与水利枢纽的等别无关。〔〕 2、水闸的对称开启是为了防止折冲水流的产生。〔〕 3、渗透坡降越大越容易产生渗透变形。〔〕 4、闸基渗流和侧向绕渗流均为无压渗流。〔〕 5、护底的作用是防冲，铺盖的作用是防渗。〔〕 6、海漫有消能的作用。〔〕 7、黏性土闸基一般不用铺盖防渗。〔〕 8、非粘性土中不产生管涌现象。〔〕 9、砂卵石闸基处理的要紧问题是强度。〔〕 10、大型水闸底板一定要用倒置梁法进行结构计算。〔〕【四】简答题〔5*5=25分〕 1．水闸的工作特点和设计要求各是什么？ 2．涵洞式水闸闸门后的通气孔有什么作用？ 3．水闸闸室稳定分析包括哪些内容？ 4．闸基渗流有哪些危害？ 5．反滤层的设计原那么是什么？一般设计在什么位置？【五】作图题〔10分〕画出重力式翼墙横剖面图并说明它的适用条件。六、计算题〔15分〕。某水闸如下图：上游水位10.0m，下游水位5.0m，铺盖厚0.4m，底板厚1.0m，

某重力坝溢流坝段深层抗滑稳定计算分析

某重力坝溢流坝段深层抗滑稳定计算分析【摘要】本文采用二维刚体法对某重力坝溢流坝段的坝基深层抗滑稳定安全系数进行了计算分析，结果表明，溢流坝段在正常蓄水位工况和校核洪水位工况下，所取9个滑面组合在抗剪断指标参数下的安全系数都大于规范允许值3.0，在抗剪指标参数下的安全系数都大于规范允许值1.05，溢流坝段坝体整体稳定性好。【关键词】重力坝；深层抗滑；刚体法；稳定计算 0 引言某水电站枢纽工程建筑物由挡水建筑物、溢流表孔、冲沙底孔、电站取水口等组成。挡水建筑物为碾压混凝土重力坝，溢流坝段最大坝高80m。依据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003）规定，工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型；枢纽主要建筑物为3级，大坝安全级别为II级。对于重力坝的深层抗滑稳定性，目前在国内外一般均按平面刚体极限平衡计算，其安全系数多按定值法取值，并与相应采用的方法、参数相配套，且根据工程实践经验，不断做相应的调整[1-2]。 1 重力坝深层抗滑稳定计算的二维刚体法原理 2 计算结果分析计算工况采用正常蓄水位的基本组合，上游水位900.00m，下游水位845.00m。计算荷载包括大坝及滑动面以上岩体自重、上下游水压力、扬压力，排水幕处渗透压力折减系数α=0.25。参数取抗剪断和抗剪指标参数，采用等安全系数法分别取9个典型危险组合滑面进行计算： ①第一组取向下游倾斜的单滑面，由坝踵滑入，从冲坑底部滑出。 ②第二组取双滑面，由坝踵滑入向下，至下游护袒中间折向冲坑强风化和微风化的交界线。 ③第三组取双滑面，由坝踵滑入向下，至下游护袒首端折向冲坑强风化和微风化的交界线。 ④第四组取双滑面，由坝踵滑入向下，至下游护袒首端折向冲坑强风化层的顶端。 ⑤第五组取双滑面，由坝踵滑入向下，至下游护袒末端折向冲坑强风化和微风化的交界线。