三峡深水截流堤头坍塌计算及预报

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1、≥≥tsss2ssxw清华大学学报k自然科学版lussu年第wu卷第w期vsÙvz≤tt2uuuvÙ׶¬±ª«∏¤±¬√k≥¦¬iר¦«loussuo∂²¯qwuo²qwxvx2xv{三峡深水截流堤头坍塌计算及预报周厚贵o刘光廷o王光谦k清华大学水电工程系o北京tsss{wl摘要}长江三峡大江截流是目前世界上规模最大的深水塌的计算和预报∀截流工程o截流成败的关键在于堤头进占安全∀为了掌握堤1求解模型及计算式组头坍塌规律并指导三峡工程大江截流的实施o在给出深水截流堤头坍塌计算式组的基础上o针对三峡大江深水截流进行戗堤

2、进占过程中围堰堤头坍塌现象可描述如了堤头坍塌计算o求出了在不同抛投料粒径!不同稳定坡度下}从任意稳定状态开始o以一定抛投强度抛投物和不同流量条件下的堤头坍塌长度和体积o并点绘成图以便料o随着堤头不断向前推进o堤头坡度不断变陡∀当在实施过程中进行坍塌预报∀计算及预报成果经三峡工程大堤头坡度大于临界稳定坡度时o则发生堤头坍塌o坍江截流的实践验证o表明与实际坍塌情况相吻合o对保障安塌后形成稳定坡度∀随着进占的不断进行o坍塌也不全截流起到了重要作用∀≈t 断发生o直到最后合龙∀关键词}深水截流~堤头坍塌~坍塌预报~三峡工程在建

3、立堤头坍塌的模型时o假定围堰高度为中图分类号}×∂ywuqwny文献标识码}Ηso一次坍塌高度为Ηo坍塌临界坡度为Αto坍塌文章编号}tsss2ssxwkussulsw2sxvx2sw后稳定坡度为Αuo抛投物料的静摩擦角为

4、²·Αup¦²·ΑtloktlΖΗΟΥΗουγυιoΛΙΥΓυανγτινγoΩΑΝΓΓυανγθιανtΗs¦²·ΑuΗΗstnokuluvkΒsnΗs¦²·Αulk∆επαρτµεντοφΗψδραυλιχανδΗψδροποωερΕνγινεερινγoΗΤσινγηυαΥνιϖερσιτψoΒειϕινγ100084oΧηιναlςΛΒ§ηk¦²·ΑΘup¦²·Αtl≅sΑβστραχτ}≤¯²¶∏µ¨²©·«¨°¤¬±¦«¤±±¨¯²©·«¨≠¤±ª·½¨¬√¨µ©²µ·«¨×«µ¨¨²µª¨¶°µ²¨¦·¬

5、¶·«¨¯¤µª¨¶·µ¬√¨µ¦¯²¶∏µ¨³µ²¨¦·¬±·«¨ΒstunΗ¦²·ΑuΗqkvlº²µ¯§q׫¨®¨¼·²¶∏¦¦¨¶¶©∏¯¦¯²¶∏µ¨¯¬¨¶¬±·«¨¶¤©¨¦²±¶·µ∏¦·¬²±²©uv·«¨¦¯²¶∏µ¨§¼®¨«¨¤§q׫¨¶¯∏°³¯¤º²©·«¨¦¯²¶∏µ¨§¼®¨¬±§¨¨³式ktl∗kvl表明o在堤顶高为Ηs的条件下o堤º¤·¨µº¤¶¤±¤¯¼½¨§·«¨²µ¨·¬¦¤¯¯¼·²§¨√¨¯²³¤³µ²¦¨§∏¦¨©²µ¦¯²¶∏µ¨顶坍塌长度Λ!坍塌高度Η!坍塌宽度Β

6、和坍塌体²©·«¨°¤¬±×«µ¨¨²µª¨¶¦«¤±±¨¯q׫¨¤±¤¯¼¶¬¶³µ¨§¬¦·¶·«¨¦¯²¶∏µ¨§¼®¨¨±§¶¯∏°³¯¨±ª·«¤±§√²¯∏°¨©²µ§¬©©¨µ¨±·§∏°³¨§°¤·¨µ¬¤¯积ς主要与临界坡度Αt和稳定坡度Αu有关∀如图t¶¬½¨¶o¶¯²³¨¶¤±§©¯²º¶q׫¨©²µ¨¦¤¶·¨§µ¨¶∏¯·¶¦²°³¤µ¨§º¨¯¯º¬·«所示o抛投物料在坍塌过程中是一次性地完全坍塌·«¨¤¦·∏¤¯µ¨¶∏¯·¶©²µ·«¨°¤¬±¦«¤±±¨¯¦¯²¶∏µ¨·²√¨µ¬

7、©¼·«¨°²§¨¯©²µ到坡底的o这类坍塌称之为/完全坍塌0∀¶¤©¨µ¬√¨µ¦¯²¶∏µ¨q然而o对于深水截流的情形o由于堤高坡长o加Κεψωορδσ}§¨¨³º¤·¨µ¦¯²¶∏µ¨~¦¯²¶∏µ¨§¼®¨¨±§¶¯∏°³~¶¯∏°³©²µ¨¦¤¶·~׫µ¨¨²µª¨¶°µ²¨¦·之坡面不平整或坡中有凸出大块石的阻拦等o进占抛投料往往不能够一次性完全坍塌到底o会在半坡v上停止堆积下来o形成暂时的稳定∀随着戗堤进占的三峡工程大江截流流量ttyss∗{w{s°Ù¶o最继续推进o则将会产生第二次坍塌∀如果二次坍塌仍

8、大水深达ys°o均居世界首位∀其突出的难点是由不能坍塌到坡底o则还将出现三次坍塌o依次类推∀水深引起的大规模堤头坍塌及由此而引起的堤头进占安全问题o从而使得安全进占成为截流成败的关收稿日期}usst2st2ts键∀本文针对三峡工程深水截流的堤头坍塌o给出坍作者简介}周厚贵kt

9、yu2lo男k汉lo湖北o工学博士o教授级高工∀xvy