重力坝的稳定分析

2.3
提高坝体抗滑稳定的工程措施
利用水重 将坝基开挖成倾向上游的斜面 在坝踵下设齿墙 抽水措施 加固地基 横缝灌浆 预加应力措施
重力坝的应力分析
【目的】 检验大坝在施工期和运用期是否满
足强度要求； 根据应力分布情况进行坝体混凝土
标号分区； 为研究坝体某些部位的应力集中和
配筋等提供依据。
E1
E1>E2 A处易出现拉应力
A E2

u y
0
影响坝体应力的各种因素
4、纵缝
n=0 时， 无影响
n>0 时， 坝踵合成应力
A
A处易出现拉应力

u y

0
n<0 时， 坝踵合成应力 对强度有利
影响坝体应力的各种因素
5、考虑分期施工
A
A
σ1
σ3
σ1
σ3
σ2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱσy呈由原来直线分布变为折线分布，在坝
施工期

d 1

2kg / cm2 (拉)
影响坝体应力的各种因素
1、地基变形模量（E）
E 两端
AE E
沿坝底压应力σy，中间
坝踵A处易出现拉应力

u y
0
影响坝体应力的各种因素
2、地基变弹性模量
A E1 E3 E1
E3>E1 时，
A处易出现拉应力

u y
0
影响坝体应力的各种因素
3、坝体异弹性模量
扬 压 力
d

(
d y

p
pud )m2

u x
(p
puu ) u m1

d x
( p
pud ) d m2

u 1

(1
m12 )
u y
(p
puu )m12

d 1

(1
m2 2
)
d y
( p pud )m2 2

u 2

p
puu
重力坝的稳定分析
目的：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性能。
平面问题
重力坝的稳定分析
失
滑动
稳
形
式 倾覆
重力坝的稳定分析 摩擦公式：把滑动面看成是接触面
K f (W U ) K P
抗剪断公式：把滑动面看成是胶结面
K
f
(W U P
)

CA

K
抗滑稳定安全系数容许值
《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005)
公式
抗剪强度公式 安全系数[K]
抗剪断强度公式 安全系数[K’]
坝的级别 1
2
3
基本组合 1.10 1.05 1.05
1,2,3 3.0
特殊组合Ⅰ 1.05 1.00 1.00
2.5
特殊组合Ⅱ 1.00 1.00 1.00
踵A处产生拉应力

u y
0
按直线分布，不考虑廊道等对坝体应力 的影响。
实体重力坝坝面应力计算示意图
y
x
H
x
P
1: m1
1: m2
W
M P
T

P
0
y
边 缘
u y

W6M
T

T2
不
d y

W6 M
T

T2
应
计
u

(
p

u y
)m1
力
入
d

(
d y

p)m2
计 算 公
扬
u x

p u m1
d x

p d m2
压
u 1

(1
m12 )
u y

pm12
力
d 1

(1
m2 2 )
d y
pm2 2
式
u 2

p
d 2

p
边

u y

W6M T T2
缘
计

d y

W6 M

T
T2
应
入
u
(p
puu


u y
)m1
力 计 算 公 式

d 2

p
pud
强度校核
1、坝基面的垂直应力
运用期

u y

0(计入U )

d y
ja
k jb (计入和不计入U )
施工期

d y

1kg / cm2 (拉)
强度校核
2、坝体应力
运用期

u 1

0(计入U )

d 1
ha
k hb (计入和不计入U )
重力坝的应力分析
【方法】模型试验法 材料力学法 弹性理论的解析法 有限元法
《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005)
材料力学法的基本假定
• 坝体混凝土为均质、连续、各向同性的
弹性材料；
• 视坝段为固接于地基的悬臂梁，不考虑
地基变形对坝体应力的影响；并认为各 坝段独立工作，横缝不传力；
• 假定坝体水平截面上的铅直正应力 y