混凝土重力坝深层抗滑稳定分析

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1、第2期(总第393期)吉林水利2015年2月[文章编号]1009—2846(2015)02—0001—03混凝土重力坝深层抗滑稳定分析姜云龙．张立勇(四川大学水利水电学院，四川成都610065)[摘要】重力坝的深层抗滑稳定性问题是影响坝体安全的关键。本文以某工程典型坝段深层抗滑稳定为研究对象．采用多滑面抗滑稳定分析方法和强度储备法分析典型坝段坝基各滑移通道的深层抗滑稳定性。并对比两种方法在计算结果上的相同点和差异性。计算结果显示，多滑面抗滑稳定分析方法在结构复杂、错动带比较发育的坝基中的成果更为合理和真实【关键词】重力坝；深层抗

2、滑稳定；多滑动面方法；双滑面方法[中图分类号]rV331[文献标识码]B2．1多滑面抗滑稳定方程1工程概况图1为多滑面模式下的深层抗滑稳定计算示意图，根据坝基岩层、错动带和结构面分布，把滑官地水电站是雅砻江水电规划五级开发的第裂面分为n块．滑裂体表面作用有竖向应力or和3座电站．为碾压混凝土重力坝。最大坝高168m。水平向切应力r．其中竖向应力or由建基面以上竖坝址区地质条件复杂．缓倾角错动带和裂隙较发向荷载(主要是坝体自重)产生，水平应力．r由建育．分布比较普遍，坝基深层抗滑稳定问题突出。基面以上水平荷载(主要是水推力)产生。

3、本文以官地水电站重力坝为背景．选取较有代表对于第i(i=2，3，⋯⋯，n一1)个滑块，根据刚体性的13#坝段作为分析对象．采用多滑面深层抗平衡原则．忽略滑块间的剪力，由垂直于滑裂面方滑稳定的方法分析其深层抗滑稳定性．并与现行向的平衡方程可求出。规范规定的双滑面方法计算成果作对比。=(尺i+△i)cosB,-aP~i崛一一[U~cos(+)一os(1崛)]-[Q,cos(ot椎)一Q1cos(oti_l镌)](1)2多滑面模式下深层抗滑稳定分析方法采用等安全系数法．列出滑块i的安全系数K的求解公式如下：，NA．+cA一——一一——

4、一一，，、一(+f_1)sin(a／_1)一(Q+)sin(c~镌)+(尺+△)si+△co考虑各滑块安全系数相等．即2．2多滑面抗滑稳定方程的求解K，=，==⋯=(3)(1)线性化求解方法那么／1,个滑裂体可以列出2n个方程，其中未上述推导的多滑面抗滑稳定求解方程组为非知数K、N、Q，共2个，未知数个数等于方程个线性方程，把式(1)带人式(2)可得：数，方程可以求解。，．!竺!!望，二!!堡：f4)作为一般情况．上述公式推导中各滑块之间一Qsin(oq一。)一Qfsin(a蝎)+q的错动面。根据研究，当错动面垂直时，所求安全当

5、i=1(或=n)时，式(4)中令Q产0(或Q。=0)。系数最／b[1]，因为当错动面不垂直时。滑块之间的通过上述变换，可将方程组简化成t2个方程，摩擦力明显增大。将严重影响滑块体系相对位移，未知数只剩K和．Q，共n个，恰好可以求解方程整体安全系数将增大。组。由于式(4)为非线性方程组，以每个滑块为单[收稿日期]2014—12-03[作者简介】~&(1990一)男，四川大学水利水电学院，硕士，现从事水工结构工作。吉林水利混凝土重力坝深层抗滑稳定分析姜云龙等2015年2月体．其中K，为所有方程的共同未知量，最适合的求方程的真解，所以

6、式(4)-n6I看成K与Q，卜。之间的函解方法为迭代法。令K=Ko，由块体1可求Q，依次数：递推由块体i(i=2，3，⋯⋯，n一1)g求解Ql(=2，3，fIQn-1~()(，2，⋯，)(5)⋯⋯，一1)；同时，当K=Ko时，由块体n可以求出1=F2(K)(i=n)一Q。如果是方程真解，则有Q。=Q，卜；相反，如根据实际工程和文献网分析，(K)和F2(K)都果不是方程的真解时，Q。≠Q。。因此，计算时为K的单调函数，而且通常有(OF,)／aK≠(aF2)／0可对K进行试算搜索，反复求解Q，卜。和Q。，直到K。F1(K)和(K)的

7、曲线如图1所示，图中‰为方获得近似解，使得lQ-q．一。I≤(小量占为收程组的真解敛控制标准)。从图1可知，随着K逼近真解，一(K)和(2)迭代方法的收敛性(K)之间的差值逐渐变小，从而说明线性化迭代求由于用Q和Q是否相等来判断是不是解方法是收敛的。图1F1、F2一K曲线设计洪水位：上游水位1330．18m。相应下游3算例求解水位1223．62m：校核洪水位：上游水位1330．44m．相应下游由于坝基错动带分布复杂，其中、水位1225．29m。容易贯通并形成深层滑动通道．本文根据13坝(3)泥沙荷载。坝前泥沙淤积高程1212．9

8、0m。段错动带分布，将13坝段在、，：三条错淤沙浮容重6．0kN／m3。其内摩擦角为12~。动带组合下的滑移通道拟定为多滑面模式(4)扬压力。河床坝段坝基扬压力强度系数=(123456)及双滑面模式(abe)。计算简图见图2所0．25．在考虑抽排措施后，扬压力的