重力坝深层抗滑稳定的数值分析
水工建筑物重力坝的稳定分析
水工建筑物重力坝的稳定分析一、重力坝滑动失稳模式（一）表面滑动（二）浅层滑动（三）深层滑动二、抗滑稳定计算截面选取及计算方法★破坏机理：重力坝岩基的破坏开始于坝踵附近的拉裂缝和扩张松弛，而后坝趾出现剪切屈服区且逐渐向上游发展，最后在坝下浅层岩基中上下游贯通，形成滑动通道，导致大坝的整体失稳破坏。
★（一）计算截面：坝基面或者坝体薄弱面选择受力大，抗剪强度较低，最容易产生滑动的截面作为计算截面。
重力坝抗滑稳定计算主要是核算坝基面及碾压混凝土层面上的滑动稳定性。
另外坝基内有软弱夹层、缓倾角结构面时，也应核算其深层滑动性。
★（二）抗滑稳定分析方法1.单一的安全系数法：计算公式有抗剪强度公式和抗剪断公式2. 分项系数法极限状态设计方法：《混凝土重力坝设计规范》DL 5108—1999规定，重力坝的抗滑稳定承载能力极限状态进行计算，认为滑动面为胶结面，滑动体为刚体。
三、单一的安全系数计算法（一）抗剪公式1.滑动面水平时：Ks = f(∑W-U)/ ∑P2.滑动面倾向上游：Ks = [f(∑WCosβ-U+∑PSinβ)]/( ∑PSinβ+∑WCosβ)公式评价：本公式不考虑凝聚力，偏于安全，凝聚力作为安全储备，所以规定的安全系数较低。
（二）抗剪断公式1.假定：认为砼与基岩接触良好，直接采用接触面上的抗剪断参数f′和c′。
2.公式：Ks′＝[f′(∑W-U)+C′A]/∑P3.安全系数Ks′,设计规范规定：不分等级。
基本荷载组合：采用3.0；特殊荷载组合：（1）采用2.5；（2）采用不小于2.3。
四、分项系数法（一）特点：与原设计规范相比，用概率极限状态设计法代替了定值设计法，用分项系数极限状态表达式代替单一安全系数表达式。
即以结构重要性系数γ０、设计状况系数φ、作用分项系数γｆ 、材料性能分项系数γｍ和结构系数γｄ来代替设计的安全系数Ｋ。
（二）分项系数法基本公式（课本37页3-1、3-2）核算坝基面抗滑稳定极限状态时，应按材料的标准值和荷载的标准值或代表值分别计算基本组合和偶然组合两种情况。
重力坝的抗滑稳定分析
主应力：σ1u=（1+n2) σyu-(pu-puu) n2 σ2u= pu-puu σ1d=(1+ m2) σyd-(pu-pud) m2 σ2d= pd-pud
例1 某重力坝如下图所示，属一级建筑物，基本组合[Ks]=1.10，特殊组合[Ks]=1.05，材料容重为24KN/m3，水的容重为10KN/m3，摩擦系数为f=0.62，试分析该坝的抗滑稳定性。（注：图中高程及尺寸单位均为米）
水工建筑物习题课
重力坝的抗滑稳定分析
沿坝基面的抗滑稳定分析
单一安全系数法、极限状态分析法
抗剪强度公式
Ks=f(∑W-U)/ ∑P
抗剪断公式
Ks’=[f’(∑W-U)+c’A]/ ∑P
刚体极限平衡法
单斜面深层抗滑稳定计算
当整个可能滑动面基本上都由软弱结构面构成
01
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时，宜用抗剪强度公式计算，Ks值用1.05~1.3；
单击此处可添加副标题
校核洪水位情况（特殊组合）抗滑稳定安全系数计算： 扬压力：U=10×25×60.5+10(70-25)×60.5÷2=28737.5(KN) 上游水压力：P1=10×70×70÷2=24500(KN) 下游水压力：P2=10×25×25÷2=3125(KN) 下游水重：W2=10×25×0.7×25÷2=2187.5(KN) 公式：Ｋs=f.(∑W-U)/∑P Ｋs=0.62×(63570+2187.5-28737.5)/(24500-3125)=1.07 ∵基本组合抗滑稳定安全系数：Ｋs=1.24＞[Ｋs]＝１.1０ 特殊组合抗滑稳定安全系数：Ｋs=1.07＞[Ｋs]＝１.05 均符合规范要求 ∴ 该坝的抗滑稳定是安全的。
碾压混凝土重力坝深层抗滑稳定研究
碾压混凝土 重力坝深层抗滑稳定研 究 敲 。 毽 岛 蟪
龙 虹 茜
摘
（ 广西 南 宁 ５ ３ ０ ０ ２ ３ ） 要： 随着社会科技的发展与建筑行 业的不 断进步 ， 建筑工程的施工技术 已有 了明显的提高 。目前， 人们对建筑 的要求越来越 高， 传 统的工程施工
旆工措施一般有有限元法、 钢体结构平衡法 、 显式结构分析法等 。其中使用 在水利工程中最 多的就属钢体结构平衡法，它是水利工程项 目中最为关键
的方 法 之 一 。【 ’ １
与水平面的平均夹角， 以略小于此角度 作为抗力角再进行抗滑稳定分析： 若 抗滑稳定安全 系数仍不满足要求 ， 则必需采取抗滑工程措施 ， 提高重力坝 的
、
用， 并且其施工的规模也越来越扩大， 碾压混凝土施工技术逐渐成 为现代水 利工程施工的重点 。但是， 我们将碾压混凝土应用于工程中时发现 ， 它 的抗 剪能力极低 ， 从而导致其在施工过程中的质量大大降低 ， 存在着 各种 问题与 隐患 。在实际工作 中， 我们应该来怎样控制这类问题的发生 ， 并完善该技术 是 当前亟待 解决 的问题。 目前 ， 在水利工程项 目中， 设计师往往会对坝基 的 总体结构进行重 点研究，需要对 当中的地质、砂层等各方面进行全面 的考 虑， 以此来缓解存在在坝基结构 中的各种问题 ， 提高水利工程的抗滑能力和 稳定系数 根据 目前社会 的发展趋势 ， 通常使用在水利工程中抗滑稳定性的
个可能的滑裂面进行抗滑稳定计算 。
（ １ ） 重力坝深层抗滑稳定 分析一般采用抗剪断强度公式 ， 按双斜滑裂面 刚体极限平衡等安全 系数法进行计算，因其中抗力角取值越大算 出的安全 系数也越大， 因此， 对 抗力角较大取值的合理性必须加 以论证 ， 论证 的方法
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] 。
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。
重力坝坝基抗滑稳定性
7.3 重力坝坝基的抗滑稳定性
7.3.2 表层滑动稳定性计算 抗剪强度公式（摩擦公式）
a、滑动面水平面时：
K
阻滑力 滑动力
f W-U
P
b、滑动面倾向上时：
K f W cos α-U Psin α
P cos α W sin α
公式评价：丌考虑凝聚力，凝聚力作为安全储备，所 以觃定的安全系数较低。
2力）分析抗力体BCD
抗滑 力 滑动
f2p sin v2 cos u2 c2 A2 p cos v2 sin
Ks2
f2 p sin v2 cos u2 c2 A2 p cos v2 sin
力Ks1 Ks2 p 代入上面两式，可分别求得安全系
7.3 重力坝坝基的抗滑稳定性
A
V1
DC
B
H
H cos
H sin
A
C
V sin V V cos
U1
C1 A1
D
P B
D
P V2 Psin( )
Pcos( )
V2 cos
V2 sin U2
B
C C2 A2
破坏模式： 假定条件： 行 分析过程：
块体ABD沿AB面滑动→推块体BCD →剪断BC面 1）假定ABC中存在一个结构面BD；2）P不AB平
7.3 重力坝坝基的抗滑稳定性
7.3.4 岸坡坝段抗滑稳定性计算
靠近岸坡的一个坝段设岸坡倾角为 θ，坝块总重为W，坝基面上的扬压力 为U，上游坝面水压力为P，坝基面的 抗剪断强度参数为f′和c′，滑动面面积 为A。
坝 顶
W
N
T
U
PS
坝轴 线
T
7.3 重力坝坝基的抗滑稳定性
重力坝抗滑稳定可靠度分析(二)强度指标和分项系数的合理取值研究
第31卷第3期2012年6月水力发电学报JOURNAL OF HYDROELECTRIC ENGINEERING Vol．31No．3Jun．，2012重力坝抗滑稳定可靠度分析：（二）强度指标和分项系数的合理取值研究陈祖煜1，2，徐佳成1，陈立宏3，王玉杰1，2，孙平1，吴超1（1．中国水利水电科学研究院岩土工程研究所，北京100048；2．流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京100038；3．北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044）摘要：岩土材料抗剪强度参数的合理选用是开展可靠度分析的重要一环。
本文认为，在确定岩土参数变异系数的过程中，需要在现行规范建议值的基础上，综合考虑项目本身的试验成果和以往工程的经验选用设计指标。
本文通过对1000多组试验结果统计及工程实例敏感性分析等途径对岩体抗剪强度参数变异系数做了比较和分析，并提出了初步的建议值。
通过典型重力坝算例分析及工程实例的反演分析，对岩体的抗剪强度参数的分项系数进行了敏感性分析，对重力坝设计规范的建议值的合理性进行了评价。
关键词：水工结构；变异系数；分项系数；混凝土重力坝；相对安全率；抗剪强度指标中图分类号：TV31文献标识码：AReliability analysis on sliding stability of gravity dams ：Part II ，determination of shear strength parameters and partial factorsCHEN Zuyu 1，2，XU Jiacheng 1，CHEN Lihong 3，WANG Yujie 1，2，SUN Ping 1，WU Chao 1（1.Department of Geotechnical Engineering ，China Institute of Water Resources and Hydropower Research ，Beijing 100048； 2.State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin ，Beijing100038，3.School of Civil Engineering ，Beijing Jiaotong University ，Beijing100044）Abstract ：Determination of strength parameters for geotechnical materials is a major concern in reliability studies．It is argued that this work should be based on a comprehensive study of the criteria suggested in the codes ，testing data and past experiences．This paper gives a comprehensive review over more than 1000sets of test data and back-analysis results for eight case histories of concrete dam ，evaluates the impact of variation coefficients on calculations of reliability indices through a careful study ，and puts forward a set of coefficients of variation for various materials．Finally ，these coefficients are verified by a sensitivity study of partial factors by using concrete dam codes．Key words ：hydraulic structure ；coefficient of variation ；partial factor ；concrete gravity dam ；ratio of safety margin ；shear strength of rock mass收稿日期：2011-12-23基金项目：水利部公益性行业科研专项经费项目（200801005）；国家自然科学青年基金（50909002）。
重力坝坝基深层抗滑稳定性分析
重力坝坝基深层抗滑稳定性分析【摘要】结合碾压混凝土重力坝工程实例，运用有限元法对坝基深层抗滑稳定性进行分析，计算方法采用强度储备系数法，通过模拟坝基失稳的渐进破坏过程，分析认为大坝整体具有一定的强度储备安全系数，能够满足大坝整体抗滑稳定性的要求，其计算成果可为工程设计提供一定的参考。
【关键词】碾压混凝土重力坝；有限元法；强度储备系数法；抗滑稳定重力坝深层抗滑稳定问题的研究十分困难，因为岩体是一种不连续体，内部断层、裂隙等结构面的产状、特性、分布和切割组合关系十分复杂，这些结构面的组合，特别是缓倾角的断层控制着大坝的稳定和安全。
目前高混凝土重力坝抗滑稳定分析方法有多种，较经典的研究方法[1]是刚体极限平衡法、模型试验法、有限单元法等。
本文采用有限元法对某重力坝岸体—坝基系统失稳的渐进破坏过程进行了模拟，并利用不同的判别方式计算坝基的抗滑稳定安全系数。
该电站坐落于云南省境内金沙江中游的河段上，是以发电为主的大型水利工程枢纽，为碾压混凝土重力坝，最大坝高160m，河中设置坝后式厂房，大坝正常蓄水位1418m。
1.地质条件根据地勘资料，该枢纽区岩层呈单斜构造。
坝段处基岩构造表现为断裂构造，断层等破裂结构面较为发育。
对于坝基存在着的t1b和t1a凝灰岩夹层，坝轴线部位t1b最小埋深40m,距建基面约25m，该层未发现错动及泥化的迹象，但对坝基深层抗滑稳定性有一定的影响。
坝基地质剖面图见图1。
图1坝基地质纵剖面图2.计算模型由于坝基地质构造的复杂性[2][3]，有限元建模过程中对其进行适当简化，坝基主要包含玄武岩、裂面绿石化岩及凝灰岩夹层，坝体浅层的块裂和碎裂裂面绿泥石化岩体抗剪强度和变形模量较低，在计算中需重点分析，利用三维绘图软件CATIA及有限元软件进行模型的构建和数值分析，计算模型网格采用八结点六面体C3D8单元。
岸坡坝段群坝体与地基网格计算模型见图2.1-2.2。
岸坡坝段群整体模型的单元总数为10039个，结点总数11759个，其中坝体单元数目2669个。
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。
混凝土重力坝岸坡坝段不同滑动面的抗滑稳定计算与比较
混凝土重力坝岸坡坝段滑动面抗滑稳定：全
方位分析
混凝土重力坝在水利工程中被广泛应用，其中岸坡坝段是影响整个坝体稳定的重要因素。
岸坡坝段的抗滑稳定性能直接关系到坝体的安全稳定。
本文将从不同滑动面的角度，对混凝土重力坝岸坡坝段抗滑稳定性能进行全方位分析。
首先，我们来看常见的混凝土重力坝岸坡坝段的滑动面类型。
依据岸坡坝段滑动面的位置不同，可分为坝身、岸边、坝前3种类型。
在计算抗滑稳定性能时，需对不同类型滑动面进行单独分析，综合比较。
其次，我们来看对于不同滑动面的抗滑稳定计算。
针对坝身滑动面，一般采用实测摩擦角法计算其稳定性，具体方法是根据实测摩擦角值计算抗滑力和移动力，求出其稳定系数。
对于岸边滑动面，可采用岸边臂长法计算，具体方法是根据岸边臂长计算抗滑力矩和移动力矩，求出其稳定系数。
而针对坝前滑动面，则需采用数值分析方法，如有限元法等，计算其抗滑稳定性能。
最后，我们来看从不同角度比较不同滑动面的抗滑稳定性能。
在坝身滑动面、岸边滑动面和坝前滑动面中，稳定系数高低的先后顺序分别为坝前滑动面>岸边滑动面>坝身滑动面。
这是因为坝前滑动面处于坝体最底部，摩擦力和重力差值较大，抗滑稳定性能最好，而岸边滑动面次之，坝身滑动面则相对较差。
综合来看，混凝土重力坝岸坡坝段的抗滑稳定性能与滑动面位置密切相关，需根据具体情况选择合适的计算方法，综合考虑各个滑动面的抗滑稳定性能，全面评估坝体的安全稳定性，确保工程质量和安全。
重力坝抗滑稳定分析
重力坝抗滑稳定分析重力坝的稳定应根据坝基的地质条件和坝体剖面形式，选择受力大，抗剪强度较低，最容易产生滑动的截面作为计算截面。
重力坝抗滑稳定计算主要是核算坝基面及混凝土层面上的滑动稳定性。
另外当坝基内有软弱夹层、缓倾角结构面时，也应核算其深层滑动稳定性。
《混凝土重力坝设计规范》（),,(0k k Q k G a Q G S ⋅⋅⋅⋅γγψγ⎪⎪⎭⎫⎝⎛k m k da f R ,11γγ),,,(0k k k Q k G a A Q G S ⋅⋅⋅⋅γγψγ⎪⎪⎭⎫⎝⎛k m k da f R ,12γγ•••R f 'R c '•C f 'C c '••——材料性能分项系数，查表1-12，也可实验确定；γd1——基本组合结构系数，查表1-13； A k ——偶然作用代表值；γd2——偶然组合结构系数，见表1-3；Σf 'f 'c 'c '2）。
2．抗剪断参数的选取式（4）中f 'R f 'C c 'R c 'C 的值，直接关系到工程的安全性和经济性，必须合理地选用。
一般情况下，应经试验测定，且每一主要工程地质单元的野外试验不得少于4组；选取这些参数值时，应结合现场的实际情况，参照工程地质条件类似的工程经验，并考虑坝基岩体经工程处理后可能达到的效果，经地质、试验和设计人员共同分析研究进行适当调整后确定，中型工程的中、低坝，若无条件进行野外试验，应进行室内试验，并参照地质条件类似工程的经验数据选用，小型工程的低坝无试验资料时，可参照地质条件类似工程的试验成果和经验数据选用，坝体混凝土与基岩接触面抗剪断参数的计算参考值见DL5108－1999《混凝土重力坝设计规范》。
表1 材料性能分项系数表2 结构系数。
理正重力坝抗滑稳定性分析
理正重力坝抗滑稳定性分析重力坝计算---------------------------------------------------------------------- [计算简图]----------------------------------------------------------------------[用户输入信息]1.坝体基本信息重力坝级别: 2级结构安全级别: II级结构重要性系数: 1.00重力坝类型: 实体重力坝坝体高度: 36.500m坝顶标高: 196.000m坝顶宽度: 8.000m2.坝体分层信息分层编号分层厚度(m) 上游坡度下游坡度1 15.500 0.00 0.002 21.000 0.00 -0.693.水位信息水位状态上游水位(m) 下游水位(m) 水的容重(kN/m3)正常蓄水位 191.500 168.000 10.000设计洪水位 191.500 173.500 10.000校核洪水位 192.800 176.000 10.000冬季库水位 190.680 162.000 10.0004.永久设备没有永久设备!5.附加荷载没有附加荷载!6.扬压力坝内设防水帷幕和排水系统坝内设抽排系统主排水孔位置: 6.600m副排水孔位置1: 8.000m副排水孔位置2: 17.000m主扬压力强度系数: 0.68残余扬压力强度系数: 0.46坝内没有设排水管其中排水管及排水孔的位置均为距离坝顶面上游端点的水平距离7.淤沙压力坝体上游没有淤沙8.浪压力用户不考虑风浪作用9.冰压力用户不考虑冰作用10.土压力上游没有填土下游没有填土11.地震作用用户不考虑地震作用12.作用分项系数坝体自重作用分项系数: 1.00永久设备作用分项系数(不利): 1.05永久设备作用分项系数(有利): 0.95附加荷载作用分项系数: 1.00静水压力作用分项系数: 1.00坝底面浮托力作用分项系数: 1.00坝底面渗透力作用分项系数: 1.20坝底面主排水孔前作用分项系数: 1.10坝底面残余扬压力作用分项系数: 1.20坝体内部浮托力作用分项系数: 1.00坝体内部渗透力作用分项系数: 1.20淤沙压力作用分项系数: 1.20浪压力作用分项系数: 1.20静冰压力作用分项系数: 1.10动冰压力作用分项系数: 1.10土压力作用分项系数: 1.20地震作用分项系数: 1.0013.材料性能混凝土容重: 24.00 kN/m3混凝土抗拉强度: 2.00MPa混凝土抗压强度: 26.20MPa混凝土层面抗剪断摩擦系数: 1.00混凝土层面抗剪断粘聚力: 1.00MPa坝基面抗剪断摩擦系数: 1.25坝基面抗剪断粘聚力: 1.05MPa基岩抗剪断摩擦系数: 1.35基岩抗剪断粘聚力: 1.75MPa基岩抗压强度: 120.00MPa14.地震作用下材料性能提高系数混凝土抗拉强度: 1.30混凝土抗压强度: 1.00混凝土层面抗剪断摩擦系数: 1.00混凝土层面抗剪断粘聚力: 1.00坝基面抗剪断摩擦系数: 1.00坝基面抗剪断粘聚力: 1.00基岩抗剪断摩擦系数: 1.00基岩抗剪断粘聚力: 1.00基岩抗压强度: 1.0015.材料性能分项系数抗剪断强度--摩擦系数--(混凝土/基岩): 1.30抗剪断强度--粘聚力 --(混凝土/基岩): 3.00抗剪断强度--摩擦系数--(混凝土/混凝土): 1.30抗剪断强度--粘聚力 --(混凝土/混凝土): 3.00抗剪断强度--摩擦系数--(软弱结构面): 1.50抗剪断强度--粘聚力 --(软弱结构面): 3.40混凝土抗压强度: 1.50混凝土抗拉强度: 1.60基岩抗压强度: 1.8016.作用组合共有6 种作用组合荷载组合 1名称: 持久状况-基本组合-正常蓄水位组合系数抗滑稳定: 1.20 混凝土抗压: 1.80基岩抗压: 1.00 混凝土抗拉: 1.00计算水位：正常蓄水位作用组合坝体自重: 计算扬压力 : 计算永久设备: 计算淤沙压力 : 计算附加荷载: 计算土压力 : 计算静水压力: 计算地震惯性力 : 不计算浪压力 : 50年一遇地震动水压力: 不计算冰压力 : 不计算地震动土压力: 不计算荷载组合 2名称: 持久状况-基本组合-防洪组合系数抗滑稳定: 1.20 混凝土抗压: 1.80基岩抗压: 1.00 混凝土抗拉: 1.00计算水位：设计洪水位作用组合坝体自重: 计算扬压力 : 计算永久设备: 计算淤沙压力 : 计算附加荷载: 计算土压力 : 计算静水压力: 计算地震惯性力 : 不计算浪压力 : 50年一遇地震动水压力: 不计算冰压力 : 不计算地震动土压力: 不计算荷载组合 3名称: 持久状况-基本组合-冰冻组合系数抗滑稳定: 1.20 混凝土抗压: 1.80基岩抗压: 1.00 混凝土抗拉: 1.00计算水位：冬季库水位作用组合坝体自重: 计算扬压力 : 计算永久设备: 计算淤沙压力 : 计算附加荷载: 计算土压力 : 计算静水压力: 计算地震惯性力 : 不计算浪压力 : 不计算地震动水压力: 不计算冰压力 : 计算地震动土压力: 不计算荷载组合 4名称: 短暂状况-基本组合-施工期组合系数抗滑稳定: 1.20 混凝土抗压: 1.80基岩抗压: 1.00 混凝土抗拉: 1.00计算水位：正常蓄水位作用组合坝体自重: 计算扬压力 : 计算永久设备: 计算淤沙压力 : 不计算附加荷载: 计算土压力 : 计算静水压力: 计算地震惯性力 : 不计算浪压力 : 不计算地震动水压力: 不计算冰压力 : 不计算地震动土压力: 不计算荷载组合 5名称: 偶然状况-偶然组合-校核洪水位组合系数抗滑稳定: 1.20 混凝土抗压: 1.80基岩抗压: 1.00 混凝土抗拉: 1.00计算水位：校核洪水位作用组合坝体自重: 计算扬压力 : 计算永久设备: 计算淤沙压力 : 计算附加荷载: 计算土压力 : 计算静水压力: 计算地震惯性力 : 不计算浪压力 : 多年最大地震动水压力: 不计算冰压力 : 不计算地震动土压力: 不计算荷载组合 6名称: 偶然状况-偶然组合-地震组合系数抗滑稳定: 1.20 混凝土抗压: 1.80基岩抗压: 1.00 混凝土抗拉: 1.00计算水位：正常蓄水位作用组合坝体自重: 计算扬压力 : 计算永久设备: 计算淤沙压力 : 计算附加荷载: 计算土压力 : 计算静水压力: 计算地震惯性力 : 计算浪压力 : 多年最大地震动水压力: 计算冰压力 : 不计算地震动土压力: 计算[作用力计算说明]取单位米长度的坝段为计算单位考虑地震作用时地震水平加速度指向坝体下游作用力的位置: 截面形心作用力的方向: 水平力以指向坝体下游为正竖向力以竖直向上为正弯矩方向以坝体下游出现拉应力为正[坝体强度和稳定承载力极限状态计算]1.坝趾抗压强度承载能力极限状态检算荷载组合1:持久状况-基本组合-正常蓄水位(1)各种荷载对计算截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m)------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +5.120e+003 +0.000e+000 -5.461e+004静水压力(下游) -3.613e+002 -2.493e+002 -1.292e+003扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +1.951e+003 -1.591e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +1.047e+003 +3.257e+003淤沙压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000浪压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000------------------------------------------------------------------- 总计 +4.759e+003 -7.911e+003 -2.358e+004(2)计算截面的几何参数截面长度=22.490m 对形心轴的惯性矩=947.954m3 上游坡度=0.000 下游坡度=-0.690 (3)坝趾混凝土抗压强度检算作用效应函数S(.)=((7910.559/22.490-(-23576.213)*11.245/947.954)*(1+0.690*0.690))/1000 = 0.932MPa 结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*0.932=0.932MPa结构抗力函数R(.)=26.200MPa结构系数=1.80 材料性能分项系数=1.50总抗力效应=(1/1.80)*(26.200/1.50)=9.704MPa总作用效应=0.932MPa 总抗力=9.704MPa坝趾混凝土抗压强度满足要求(4)坝趾基岩抗压强度检算作用效应函数S(.)=((7910.559/22.490-(-23576.213)*11.245/947.954)*(1+0.690*0.690))/1000 = 0.932MPa 结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*0.932=0.932MPa结构抗力函数R(.)=120.000MPa结构系数=1.00 材料性能分项系数=1.80总抗力效应=(1/1.00)*(120.000/1.80)=66.667MPa总作用效应=0.932MPa 总抗力=66.667MPa坝趾基岩抗压强度满足要求荷载组合2:持久状况-基本组合-防洪(1)各种荷载对计算截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m)-------------------------------------------------------------------坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +5.120e+003 +0.000e+000 -5.461e+004静水压力(下游) -9.800e+002 -6.762e+002 -8.532e+002扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +1.951e+003 -1.591e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +1.606e+003 +5.859e+003淤沙压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000浪压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000------------------------------------------------------------------- 总计 +4.140e+003 -7.778e+003 -2.054e+004(2)计算截面的几何参数截面长度=22.490m 对形心轴的惯性矩=947.954m3 上游坡度=0.000 下游坡度=-0.690 (3)坝趾混凝土抗压强度检算作用效应函数S(.)=((7778.496/22.490-(-20535.395)*11.245/947.954)*(1+0.690*0.690))/1000 = 0.870MPa 结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*0.870=0.870MPa结构抗力函数R(.)=26.200MPa结构系数=1.80 材料性能分项系数=1.50总抗力效应=(1/1.80)*(26.200/1.50)=9.704MPa总作用效应=0.870MPa 总抗力=9.704MPa坝趾混凝土抗压强度满足要求(4)坝趾基岩抗压强度检算作用效应函数S(.)=((7778.496/22.490-(-20535.395)*11.245/947.954)*(1+0.690*0.690))/1000 = 0.870MPa 结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*0.870=0.870MPa结构抗力函数R(.)=120.000MPa结构系数=1.00 材料性能分项系数=1.80总抗力效应=(1/1.00)*(120.000/1.80)=66.667MPa总作用效应=0.870MPa 总抗力=66.667MPa坝趾基岩抗压强度满足要求荷载组合3:持久状况-基本组合-冰冻(1)各种荷载对计算截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m)------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +4.861e+003 +0.000e+000 -5.052e+004静水压力(下游) -3.125e+001 -2.156e+001 -2.040e+002扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +1.901e+003 -1.551e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +4.322e+002 +4.385e+002淤沙压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静冰压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000------------------------------------------------------------------- 总计 +4.830e+003 -8.347e+003 -2.081e+004(2)计算截面的几何参数截面长度=22.490m 对形心轴的惯性矩=947.954m3 上游坡度=0.000 下游坡度=-0.690 (3)坝趾混凝土抗压强度检算作用效应函数S(.)=((8347.369/22.490-(-20807.389)*11.245/947.954)*(1+0.690*0.690))/1000 = 0.912MPa 结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*0.912=0.912MPa结构抗力函数R(.)=26.200MPa结构系数=1.80 材料性能分项系数=1.50总抗力效应=(1/1.80)*(26.200/1.50)=9.704MPa总作用效应=0.912MPa 总抗力=9.704MPa坝趾混凝土抗压强度满足要求(4)坝趾基岩抗压强度检算作用效应函数S(.)=((8347.369/22.490-(-20807.389)*11.245/947.954)*(1+0.690*0.690))/1000 = 0.912MPa 结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*0.912=0.912MPa结构抗力函数R(.)=120.000MPa结构系数=1.00 材料性能分项系数=1.80总抗力效应=(1/1.00)*(120.000/1.80)=66.667MPa总作用效应=0.912MPa 总抗力=66.667MPa坝趾基岩抗压强度满足要求荷载组合4:短暂状况-基本组合-施工期(1)各种荷载对计算截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m)------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +5.120e+003 +0.000e+000 -5.461e+004静水压力(下游) -3.613e+002 -2.493e+002 -1.292e+003扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +1.951e+003 -1.591e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +1.047e+003 +3.257e+003土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000------------------------------------------------------------------- 总计 +4.759e+003 -7.911e+003 -2.358e+004(2)计算截面的几何参数截面长度=22.490m 对形心轴的惯性矩=947.954m3 上游坡度=0.000 下游坡度=-0.690 (3)坝趾混凝土抗压强度检算作用效应函数S(.)=((7910.559/22.490-(-23576.213)*11.245/947.954)*(1+0.690*0.690))/1000 = 0.932MPa 结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.95总作用效应=1.00*0.95*0.932=0.885MPa结构抗力函数R(.)=26.200MPa结构系数=1.80 材料性能分项系数=1.50总抗力效应=(1/1.80)*(26.200/1.50)=9.704MPa总作用效应=0.885MPa 总抗力=9.704MPa坝趾混凝土抗压强度满足要求(4)坝趾基岩抗压强度检算作用效应函数S(.)=((7910.559/22.490-(-23576.213)*11.245/947.954)*(1+0.690*0.690))/1000 = 0.932MPa 结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.95总作用效应=1.00*0.95*0.932=0.885MPa结构抗力函数R(.)=120.000MPa结构系数=1.00 材料性能分项系数=1.80总抗力效应=(1/1.00)*(120.000/1.80)=66.667MPa总作用效应=0.885MPa 总抗力=66.667MPa坝趾基岩抗压强度满足要求荷载组合5:偶然状况-偶然组合-校核洪水位(1)各种荷载对计算截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m)------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +5.544e+003 +0.000e+000 -6.154e+004静水压力(下游) -1.361e+003 -9.393e+002 +4.894e+002扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +2.031e+003 -1.656e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +1.867e+003 +7.011e+003淤沙压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000浪压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000------------------------------------------------------------------- 总计 +4.183e+003 -7.701e+003 -2.562e+004(2)计算截面的几何参数截面长度=22.490m 对形心轴的惯性矩=947.954m3 上游坡度=0.000 下游坡度=-0.690 (3)坝趾混凝土抗压强度检算作用效应函数S(.)=((7700.765/22.490-(-25617.785)*11.245/947.954)*(1+0.690*0.690))/1000 = 0.954MPa 结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.85总作用效应=1.00*0.85*0.954=0.811MPa结构抗力函数R(.)=26.200MPa结构系数=1.80 材料性能分项系数=1.50总抗力效应=(1/1.80)*(26.200/1.50)=9.704MPa总作用效应=0.811MPa 总抗力=9.704MPa坝趾混凝土抗压强度满足要求(4)坝趾基岩抗压强度检算作用效应函数S(.)=((7700.765/22.490-(-25617.785)*11.245/947.954)*(1+0.690*0.690))/1000 = 0.954MPa 结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.85总作用效应=1.00*0.85*0.954=0.811MPa结构抗力函数R(.)=120.000MPa结构系数=1.00 材料性能分项系数=1.80总抗力效应=(1/1.00)*(120.000/1.80)=66.667MPa总作用效应=0.811MPa 总抗力=66.667MPa坝趾基岩抗压强度满足要求荷载组合6:偶然状况-偶然组合-地震(1)各种荷载对计算截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m)------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +5.120e+003 +0.000e+000 -5.461e+004静水压力(下游) -3.613e+002 -2.493e+002 -1.292e+003扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +1.951e+003 -1.591e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +1.047e+003 +3.257e+003淤沙压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000浪压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000------------------------------------------------------------------- 总计 +4.759e+003 -7.911e+003 -2.358e+004(2)计算截面的几何参数截面长度=22.490m 对形心轴的惯性矩=947.954m3 上游坡度=0.000 下游坡度=-0.690 (3)坝趾混凝土抗压强度检算作用效应函数S(.)=((7910.559/22.490-(-23576.213)*11.245/947.954)*(1+0.690*0.690))/1000 = 0.932MPa 结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.85总作用效应=1.00*0.85*0.932=0.792MPa结构抗力函数R(.)=26.200MPa结构系数=1.80 材料性能分项系数=1.50总抗力效应=(1/1.80)*(26.200/1.50)=9.704MPa总作用效应=0.792MPa 总抗力=9.704MPa坝趾混凝土抗压强度满足要求(4)坝趾基岩抗压强度检算作用效应函数S(.)=((7910.559/22.490-(-23576.213)*11.245/947.954)*(1+0.690*0.690))/1000 = 0.932MPa 结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.85总作用效应=1.00*0.85*0.932=0.792MPa结构抗力函数R(.)=120.000MPa结构系数=1.00 材料性能分项系数=1.80总抗力效应=(1/1.00)*(120.000/1.80)=66.667MPa总作用效应=0.792MPa 总抗力=66.667MPa坝趾基岩抗压强度满足要求2.坝体选定截面下游端点的抗压强度承载能力极限状态用户没有输入需要检算的截面!不能进行计算!3.坝体混凝土与基岩接确面的抗滑稳定极限状态荷载组合1:持久状况-基本组合-正常蓄水位(1)各种荷载对截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m) ------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +5.120e+003 +0.000e+000 -5.461e+004静水压力(下游) -3.613e+002 -2.493e+002 -1.292e+003扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +1.951e+003 -1.591e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +1.047e+003 +3.257e+003淤沙压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000浪压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000 ------------------------------------------------------------------- 总计 +4.759e+003 -7.911e+003 -2.358e+004 (2)计算截面的几何参数截面长度= 22.490m 上游坡度= 0.000 下游坡度= -0.690(3)坝基混凝土抗滑稳定作用效应函数S(.)=4758.750kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*4758.750=4758.750kN结构系数=1.20坝基混凝土抗剪断摩擦系数=1.00材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.30坝基混凝土抗剪断粘聚力=1.00MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.00总抗力=(1/1.20)*((1.00/1.30)*(7910.559)+(1.00*1000/3.00)*22.490)=11318.093kN总作用效应=4758.750kN 总抗力=11318.093kN坝基混凝土的抗滑满足要求(4)坝基面抗滑稳定作用效应函数S(.)=4758.750kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*4758.750=4758.750kN结构系数=1.20坝基面抗剪断摩擦系数=1.25材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.30坝基面抗剪断粘聚力=1.05MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.00总抗力=(1/1.20)*((1.25/1.30)*(7910.559)+(1.05*1000/3.00)*22.490)=12898.172kN总作用效应=4758.750kN 总抗力=12898.172kN坝基面的抗滑满足要求(5)坝基基岩抗滑稳定作用效应函数S(.)=4758.750kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*4758.750=4758.750kN结构系数=1.20坝基基岩抗剪断摩擦系数=1.35材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.40坝基基岩抗剪断粘聚力=1.75MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.20总抗力=(1/1.20)*((1.35/1.40)*(7910.559)+(1.75*1000/3.20)*22.490)=16606.047kN总作用效应=4758.750kN 总抗力=16606.047kN坝基基岩的抗滑满足要求荷载组合2:持久状况-基本组合-防洪(1)各种荷载对截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m) ------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +5.120e+003 +0.000e+000 -5.461e+004静水压力(下游) -9.800e+002 -6.762e+002 -8.532e+002扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +1.951e+003 -1.591e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +1.606e+003 +5.859e+003淤沙压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000浪压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000 ------------------------------------------------------------------- 总计 +4.140e+003 -7.778e+003 -2.054e+004 (2)计算截面的几何参数截面长度= 22.490m 上游坡度= 0.000 下游坡度= -0.690(3)坝基混凝土抗滑稳定作用效应函数S(.)=4140.000kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*4140.000=4140.000kN结构系数=1.20坝基混凝土抗剪断摩擦系数=1.00材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.30坝基混凝土抗剪断粘聚力=1.00MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.00总抗力=(1/1.20)*((1.00/1.30)*(7778.496)+(1.00*1000/3.00)*22.490)=11233.438kN总作用效应=4140.000kN 总抗力=11233.438kN坝基混凝土的抗滑满足要求(4)坝基面抗滑稳定作用效应函数S(.)=4140.000kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*4140.000=4140.000kN结构系数=1.20坝基面抗剪断摩擦系数=1.25材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.30坝基面抗剪断粘聚力=1.05MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.00总抗力=(1/1.20)*((1.25/1.30)*(7778.496)+(1.05*1000/3.00)*22.490)=12792.353kN总作用效应=4140.000kN 总抗力=12792.353kN坝基面的抗滑满足要求(5)坝基基岩抗滑稳定作用效应函数S(.)=4140.000kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*4140.000=4140.000kN结构系数=1.20坝基基岩抗剪断摩擦系数=1.35材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.40坝基基岩抗剪断粘聚力=1.75MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.20总抗力=(1/1.20)*((1.35/1.40)*(7778.496)+(1.75*1000/3.20)*22.490)=16499.926kN总作用效应=4140.000kN 总抗力=16499.926kN坝基基岩的抗滑满足要求荷载组合3:持久状况-基本组合-冰冻(1)各种荷载对截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m) ------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +4.861e+003 +0.000e+000 -5.052e+004静水压力(下游) -3.125e+001 -2.156e+001 -2.040e+002扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +1.901e+003 -1.551e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +4.322e+002 +4.385e+002淤沙压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静冰压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000 ------------------------------------------------------------------- 总计 +4.830e+003 -8.347e+003 -2.081e+004 (2)计算截面的几何参数截面长度= 22.490m 上游坡度= 0.000 下游坡度= -0.690(3)坝基混凝土抗滑稳定作用效应函数S(.)=4829.709kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*4829.709=4829.709kN结构系数=1.20坝基混凝土抗剪断摩擦系数=1.00材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.30坝基混凝土抗剪断粘聚力=1.00MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.00总抗力=(1/1.20)*((1.00/1.30)*(8347.369)+(1.00*1000/3.00)*22.490)=11598.100kN总作用效应=4829.709kN 总抗力=11598.100kN坝基混凝土的抗滑满足要求(4)坝基面抗滑稳定作用效应函数S(.)=4829.709kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*4829.709=4829.709kN结构系数=1.20坝基面抗剪断摩擦系数=1.25材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.30坝基面抗剪断粘聚力=1.05MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.00总抗力=(1/1.20)*((1.25/1.30)*(8347.369)+(1.05*1000/3.00)*22.490)=13248.180kN总作用效应=4829.709kN 总抗力=13248.180kN坝基面的抗滑满足要求(5)坝基基岩抗滑稳定作用效应函数S(.)=4829.709kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=1.00总作用效应=1.00*1.00*4829.709=4829.709kN结构系数=1.20坝基基岩抗剪断摩擦系数=1.35材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.40坝基基岩抗剪断粘聚力=1.75MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.20总抗力=(1/1.20)*((1.35/1.40)*(8347.369)+(1.75*1000/3.20)*22.490)=16957.055kN总作用效应=4829.709kN 总抗力=16957.055kN坝基基岩的抗滑满足要求荷载组合4:短暂状况-基本组合-施工期(1)各种荷载对截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m) ------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +5.120e+003 +0.000e+000 -5.461e+004静水压力(下游) -3.613e+002 -2.493e+002 -1.292e+003扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +1.951e+003 -1.591e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +1.047e+003 +3.257e+003土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000 ------------------------------------------------------------------- 总计 +4.759e+003 -7.911e+003 -2.358e+004 (2)计算截面的几何参数截面长度= 22.490m 上游坡度= 0.000 下游坡度= -0.690(3)坝基混凝土抗滑稳定作用效应函数S(.)=4758.750kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.95总作用效应=1.00*0.95*4758.750=4520.813kN结构系数=1.20坝基混凝土抗剪断摩擦系数=1.00材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.30坝基混凝土抗剪断粘聚力=1.00MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.00总抗力=(1/1.20)*((1.00/1.30)*(7910.559)+(1.00*1000/3.00)*22.490)=11318.093kN总作用效应=4520.813kN 总抗力=11318.093kN坝基混凝土的抗滑满足要求(4)坝基面抗滑稳定作用效应函数S(.)=4758.750kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.95总作用效应=1.00*0.95*4758.750=4520.813kN结构系数=1.20坝基面抗剪断摩擦系数=1.25材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.30坝基面抗剪断粘聚力=1.05MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.00总抗力=(1/1.20)*((1.25/1.30)*(7910.559)+(1.05*1000/3.00)*22.490)=12898.172kN总作用效应=4520.813kN 总抗力=12898.172kN坝基面的抗滑满足要求(5)坝基基岩抗滑稳定作用效应函数S(.)=4758.750kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.95总作用效应=1.00*0.95*4758.750=4520.813kN结构系数=1.20坝基基岩抗剪断摩擦系数=1.35材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.40坝基基岩抗剪断粘聚力=1.75MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.20总抗力=(1/1.20)*((1.35/1.40)*(7910.559)+(1.75*1000/3.20)*22.490)=16606.047kN总作用效应=4520.813kN 总抗力=16606.047kN坝基基岩的抗滑满足要求荷载组合5:偶然状况-偶然组合-校核洪水位(1)各种荷载对截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m) ------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +5.544e+003 +0.000e+000 -6.154e+004静水压力(下游) -1.361e+003 -9.393e+002 +4.894e+002扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +2.031e+003 -1.656e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +1.867e+003 +7.011e+003淤沙压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000浪压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000 -------------------------------------------------------------------总计 +4.183e+003 -7.701e+003 -2.562e+004 (2)计算截面的几何参数截面长度= 22.490m 上游坡度= 0.000 下游坡度= -0.690(3)坝基混凝土抗滑稳定作用效应函数S(.)=4183.201kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.85总作用效应=1.00*0.85*4183.201=3555.721kN结构系数=1.20坝基混凝土抗剪断摩擦系数=1.00材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.30坝基混凝土抗剪断粘聚力=1.00MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.00总抗力=(1/1.20)*((1.00/1.30)*(7700.765)+(1.00*1000/3.00)*22.490)=11183.609kN总作用效应=3555.721kN 总抗力=11183.609kN坝基混凝土的抗滑满足要求(4)坝基面抗滑稳定作用效应函数S(.)=4183.201kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.85总作用效应=1.00*0.85*4183.201=3555.721kN结构系数=1.20坝基面抗剪断摩擦系数=1.25材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.30坝基面抗剪断粘聚力=1.05MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.00总抗力=(1/1.20)*((1.25/1.30)*(7700.765)+(1.05*1000/3.00)*22.490)=12730.067kN总作用效应=3555.721kN 总抗力=12730.067kN坝基面的抗滑满足要求(5)坝基基岩抗滑稳定作用效应函数S(.)=4183.201kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.85总作用效应=1.00*0.85*4183.201=3555.721kN结构系数=1.20坝基基岩抗剪断摩擦系数=1.35材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.40坝基基岩抗剪断粘聚力=1.75MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.20总抗力=(1/1.20)*((1.35/1.40)*(7700.765)+(1.75*1000/3.20)*22.490)=16437.463kN总作用效应=3555.721kN 总抗力=16437.463kN坝基基岩的抗滑满足要求荷载组合6:偶然状况-偶然组合-地震(1)各种荷载对截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m) ------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +5.120e+003 +0.000e+000 -5.461e+004静水压力(下游) -3.613e+002 -2.493e+002 -1.292e+003扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +1.951e+003 -1.591e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +1.047e+003 +3.257e+003淤沙压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000浪压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000 ------------------------------------------------------------------- 总计 +4.759e+003 -7.911e+003 -2.358e+004 (2)计算截面的几何参数截面长度= 22.490m 上游坡度= 0.000 下游坡度= -0.690(3)坝基混凝土抗滑稳定作用效应函数S(.)=4758.750kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.85总作用效应=1.00*0.85*4758.750=4044.938kN结构系数=1.20坝基混凝土抗剪断摩擦系数=1.00材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.30坝基混凝土抗剪断粘聚力=1.00MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.00总抗力=(1/1.20)*((1.00/1.30)*(7910.559)+(1.00*1000/3.00)*22.490)=11318.093kN总作用效应=4044.938kN 总抗力=11318.093kN坝基混凝土的抗滑满足要求(4)坝基面抗滑稳定作用效应函数S(.)=4758.750kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.85总作用效应=1.00*0.85*4758.750=4044.938kN结构系数=1.20坝基面抗剪断摩擦系数=1.25材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.30坝基面抗剪断粘聚力=1.05MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.00总抗力=(1/1.20)*((1.25/1.30)*(7910.559)+(1.05*1000/3.00)*22.490)=12898.172kN总作用效应=4044.938kN 总抗力=12898.172kN坝基面的抗滑满足要求(5)坝基基岩抗滑稳定作用效应函数S(.)=4758.750kN结构重要性系数=1.00 设计状况系数=0.85总作用效应=1.00*0.85*4758.750=4044.938kN结构系数=1.20坝基基岩抗剪断摩擦系数=1.35材料性能分项系数(抗剪断摩擦系数)=1.40坝基基岩抗剪断粘聚力=1.75MPa材料性能分项系数(抗剪断粘聚力)=3.20总抗力=(1/1.20)*((1.35/1.40)*(7910.559)+(1.75*1000/3.20)*22.490)=16606.047kN总作用效应=4044.938kN 总抗力=16606.047kN坝基基岩的抗滑满足要求4.坝体混凝土层面的抗滑稳定极限状态用户没有输入需要检算的截面!不能进行计算!5.深层抗滑稳定计算用户没有输入深层抗滑的滑动面!不能进行计算![坝体上、下游面拉应力正常使用极限状态计算]1.坝踵垂直应力不出现拉应力荷载组合1:持久状况-基本组合-正常蓄水位(1)各种荷载对计算截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m)------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +5.120e+003 +0.000e+000 -5.461e+004静水压力(下游) -3.613e+002 -2.493e+002 -1.292e+003扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +1.774e+003 -1.447e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +8.722e+002 +2.714e+003淤沙压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000浪压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000------------------------------------------------------------------- 总计 +4.759e+003 -8.262e+003 -2.267e+004(2)计算截面的几何参数截面长度=22.490m 对形心轴的惯性矩=947.954m3 上游坡度=0.000 下游坡度=-0.690(3)坝踵混凝土抗拉强度作用效应函数S(.)=(8262.416/22.490+(-22672.424)*11.245/947.954)/1000 =0.098MPa结构重要性系数=1.00总作用效应=1.00*0.098=0.098MPa结构抗力函数R(.)=0.000MPa总抗力效应=0.000MPa总作用效应=0.098MPa 总抗力=0.000MPa坝踵混凝土抗拉强度满足要求荷载组合2:持久状况-基本组合-防洪(1)各种荷载对计算截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m)------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +5.120e+003 +0.000e+000 -5.461e+004静水压力(下游) -9.800e+002 -6.762e+002 -8.532e+002扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +1.774e+003 -1.447e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +1.338e+003 +4.883e+003淤沙压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000浪压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000------------------------------------------------------------------- 总计 +4.140e+003 -8.224e+003 -2.007e+004(2)计算截面的几何参数截面长度=22.490m 对形心轴的惯性矩=947.954m3 上游坡度=0.000 下游坡度=-0.690 (3)坝踵混凝土抗拉强度作用效应函数S(.)=(8223.520/22.490+(-20065.250)*11.245/947.954)/1000 =0.128MPa结构重要性系数=1.00总作用效应=1.00*0.128=0.128MPa结构抗力函数R(.)=0.000MPa总抗力效应=0.000MPa总作用效应=0.128MPa 总抗力=0.000MPa坝踵混凝土抗拉强度满足要求荷载组合3:持久状况-基本组合-冰冻(1)各种荷载对计算截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m)------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +4.861e+003 +0.000e+000 -5.052e+004静水压力(下游) -3.125e+001 -2.156e+001 -2.040e+002扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +1.729e+003 -1.410e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +3.602e+002 +3.654e+002淤沙压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静冰压力 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000------------------------------------------------------------------- 总计 +4.830e+003 -8.592e+003 -1.947e+004(2)计算截面的几何参数截面长度=22.490m 对形心轴的惯性矩=947.954m3 上游坡度=0.000 下游坡度=-0.690 (3)坝踵混凝土抗拉强度作用效应函数S(.)=(8592.263/22.490+(-19470.867)*11.245/947.954)/1000 =0.151MPa结构重要性系数=1.00总作用效应=1.00*0.151=0.151MPa结构抗力函数R(.)=0.000MPa总抗力效应=0.000MPa总作用效应=0.151MPa 总抗力=0.000MPa坝踵混凝土抗拉强度满足要求荷载组合4:短暂状况-基本组合-施工期(1)各种荷载对计算截面的作用力作用力名称水平力(kN) 竖向力(kN) 弯矩(kN*m)------------------------------------------------------------------- 坝体自重 +0.000e+000 -1.066e+004 +4.499e+004永久设备 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000附加荷载 +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000静水压力(上游) +5.120e+003 +0.000e+000 -5.461e+004静水压力(下游) -3.613e+002 -2.493e+002 -1.292e+003扬压力(主排水孔前) +0.000e+000 +1.774e+003 -1.447e+004扬压力(主排水孔后) +0.000e+000 +8.722e+002 +2.714e+003土压力(上游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000土压力(下游) +0.000e+000 +0.000e+000 +0.000e+000------------------------------------------------------------------- 总计 +4.759e+003 -8.262e+003 -2.267e+004(2)计算截面的几何参数截面长度=22.490m 对形心轴的惯性矩=947.954m3 上游坡度=0.000 下游坡度=-0.690 (3)坝踵混凝土抗拉强度作用效应函数S(.)=(8262.416/22.490+(-22672.424)*11.245/947.954)/1000 =0.098MPa结构重要性系数=1.00总作用效应=1.00*0.098=0.098MPa结构抗力函数R(.)=0.000MPa总抗力效应=0.000MPa总作用效应=0.098MPa 总抗力=0.000MPa坝踵混凝土抗拉强度满足要求。
鸡蛋冲水库重力坝深层抗滑稳定计算分析
鸡蛋冲水库重力坝深层抗滑稳定计算分析摘要：根据现行混凝土重力坝设计规范要求，当坝基岩层存在软弱结构面、缓倾角裂隙时，需复核其深层滑动稳定。
本文采用深层抗滑稳定计算的基本方法－刚体极限平衡法，根据地质参数、抗力角度选择、结构面假设等设计基本资料，对整个坝段不同断面的计算分析，确保坝基岩体承载力以及抗滑稳定满足设计规范要求。
关键词：重力坝；坝基；抗滑稳定1工程概述鸡蛋冲水库位于黄姚镇崩江村，距离黄姚约3.2km。
水库以供水为主，兼顾下游灌溉水利工程，正常水位为228.5m，总库容为457.20 万m³，最大坝高42.5m。
供水规模1.6万m³/d。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252-2017），工程属于规模为小（1）型水库，工程等别为Ⅳ等；主要建筑物（埋石混凝土重力坝、放水闸、冲砂闸等）按4级建筑物设计，次要建筑物按5级建筑物设计。
鸡蛋冲水库拦河坝为埋石砼重力坝，坝体共由7个坝块组成，坝顶高程231.0m，最大坝高42.5m，坝顶总长118.8m，左岸非溢流段长52.6m，由1#~3#坝块组成，坝块长16.2~19.8m，坝高6.5~42.5m；右岸非溢流坝段长53.8m，由5#~7#坝块组成，坝块长15~19.8m；河床溢流坝长12.4m，由4#一个坝块组成，最大堰高40.0m，溢流堰为开敞式宽顶堰，净宽为10m。
2地质情况y）页岩夹粉砂岩，坝基弱风化带岩体完整坝基岩石为泥盆系中统郁江阶（D2性好，节理裂隙规模小，岩层呈薄层状，岩层走向与坝轴轴线交角约29～33°，倾向下游稍偏右岸，倾角较缓，约20°。
坝基岩体类别属CⅣ类，岩体强度较低，抗滑、抗变形性能较差，坝基岩体综合物理力学性质参数如下表1所示。
表1坝基岩体综合物理力学性质参数性3计算公式根据《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2018）附录C坝基深层抗滑稳定计算章节，采用双滑动面，计算断面简图如下所示：坝基深层稳定计算公式如下：式中：—按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；—作用于坝体上全部荷载（不包括扬压力，下同）的垂直分值，kN；—作用于坝体上全部荷载的水平分值，kN；—分别为岩体ABD和BCD重量的垂直作用力，kN；—分别为AB、BC滑动面的抗剪断摩擦系数；—分别为AB、BC滑动面的抗剪断凝聚力，kPa；—分别为AB、BC面的面积，m2；—分别为AB、BC面与水平面的夹角；—分别为AB、BC、BD面上的扬压力，kN；—分别为BD面上的作用力及其水平面的夹角；4计算成果作用在坝上荷载有静水压力和动水压力、坝体自重、扬压力、浪压力等。
1 概述2 重力坝的稳定分析3 重力坝的坝体强度验算
2 ¢ ——坝基与坝体接触面面积（m AR ）
计算时应分别考虑基本组合和偶然组合
当坝基面为倾向上游的倾斜面时
S (*) =
ü å P cos a - å W sin a ï ý R (*) = f ¢ ( å W cos a - U + å P cos a ) + C ¢ A ¢ ï þ
重力坝应:
Ø
按承载能力极限状态验算坝趾和坝体选定截面下游断 点的抗压强度， 按正常使用极限状态验算满库时坝体上游面拉应力和 空库时的下游面拉应力 对于高坝，宜采用有限单元法进行计算或用结构模型、 地质力学模型试验成果予以验证。 修建在复杂地基上的中坝，必要时也可进行有限元分 析。
Ø
Ø
Ø
1.坝趾及坝体选定截面下游端点抗压强度验算 应分别计算基本组合和偶然组合两种情况。
¢ 一般在 f Rk
0.55~1.25之间，抗剪断粘聚力标准值 C Rk 一般在
2 单一安全系数法 （1）抗剪强度公式（摩擦公式） 滑动面水平时
× å W - U ） 阻滑力 f （ K = = 滑动力 å P
（2）抗剪断强度公式 滑动面上的阻滑力应包括抗剪断摩擦力和抗剪断粘 聚力
— —
1 概述 2 重力坝的稳定分析
一、坝体混凝土与基岩接触面的抗滑稳定计算 【分项系数法、单一安全系数法】 — 二、坝基深层抗滑稳定计算 — 三、提高抗滑稳定性的措施
—
—
3 重力坝的坝体强度验算
一、分项系数法的应力控制标准 — 二、单一安全系数法应力控制标准 — 三、用有限元法计算时的应力控制标准
荷载组合 基本组合
[ K ]
特殊组合（1） 特殊组合（2） 基本组合
重力坝-抗滑稳定分析
§3.3.1
有限单元法： 有限单元法：
重力坝抗滑稳定分析概述
可计算地基受力后的应力场和位移场， 可计算地基受力后的应力场和位移场，并可模 拟地基中软弱结构面的局部化效应及多场耦合作用效 应等，研究地基破坏的发展全过程。 应等，研究地基破坏的发展全过程。 优点： 优点：可以考虑复杂地基的局部化效应及材料的非线性 本构关系，模拟地基及坝体变形与破坏的全过程等； 本构关系，模拟地基及坝体变形与破坏的全过程等； 缺点： 缺点：对有限元计算结果的应用及稳定判据的应用上尚 需进一步研究。 需进一步研究。
§3.3.1 重力坝抗滑稳定分析概述
★ 基于有限元法的重力坝抗滑稳定分析
一般常用的分析方法有： 一般常用的分析方法有： ♀超载法：将作用在坝体上的外荷载逐级加大，直至 超载法： 超载法 将作用在坝体上的外荷载逐级加大， 滑动面的抗滑稳定处于临界状态， 滑动面的抗滑稳定处于临界状态，外荷载增大倍数 即为抗滑稳定安全系数； 即为抗滑稳定安全系数； ♀强度储备法 降低软弱夹层和尾岩抗力体的抗剪参 强度储备法：降低软弱夹层和尾岩抗力体的抗剪参 强度储备法 数值，直至沿滑动面的抗滑稳定处于临界状态， 数值，直至沿滑动面的抗滑稳定处于临界状态，抗 剪参数值的降低倍数即为安全系数； 剪参数值的降低倍数即为安全系数； ♀剪力比例法：根据有限元法计算在设计荷载作用下 剪力比例法： 剪力比例法 滑动面上的正应力和剪应力分布， 滑动面上的正应力和剪应力分布，求出滑动面上总 的抗滑力和和滑动力，两者的比值即为安全系数。 的抗滑力和和滑动力，两者的比值即为安全系数。
§3.3.2 坝基破坏机理
重力坝滑动失稳模式： 重力坝滑动失稳模式：
表面滑动 浅层滑动 深层滑动 我国修建了大中型重力坝100余座， 余座， 我国修建了大中型重力坝 余座 其中有1/3存在深层滑动问题。 存在深层滑动问题。 其中有 存在深层滑动问题
第二章重力坝——§3重力坝抗滑稳定分析
◎三、深层抗滑稳定分析
• 单斜面深层抗滑稳定公式——刚体极限平衡法
• 当整个滑动面均为软弱结构面时，面上凝聚力接近于 零，取抗剪强度公式
滑动面倾向上游取+号，
倾向下游取-号
[K]目前无明确规定，有建议取1.05-1.3或比表2-8值
提高25%-30%
f值试验确定
◎三、深层抗滑稳定分析
• 当滑动面仅一部分为软弱结构面时，其余部分切穿 岩基or砼时，取抗剪断强度公式：
◎二、沿坝基面的抗滑稳定分析——抗剪强度公式
f确定：由地质、试验、设计三方人员确定，一般
f=0.5~0.8
该式特点：面上凝聚力作为安全储备未计入，故K
值偏小。
容许值[K]见规范，根据坝级别、荷载组合情况确定
，[K]=1.0-1.1，见P24。
K f ( W U )
P
K [ K ]时安全，否则不安全
K
f ( W U )
◎二、沿坝基面的抗滑稳定分析
K
P
K' ( W时安全，否 f [ K ] U ) c' A
• 4、二公式比较：
P
K [ K ' ]安全，否则不
抗剪确定公式（1），形式简单，f选择经验丰富，
应用广，但忽略了坝体与基岩的胶结作用，不能完 全反映坝实际工作状况
K f ' ( W U ) c ' A
P
K [ K ' ]安全，否则不安全
f‘、c’试验确定 [K’]≥2.5
◎四、岸坡坝段抗滑稳定
• 失稳原因：
岸坡坝段坝基面倾向河床中央，除在水压力作用下
有向下游滑动趋势外，在竖向荷载作用下，还有向 河床中央的滑动趋势，属于空间问题。
重力坝地基抗滑稳定性分析
重力坝地基抗滑稳定性分析摘要该文阐述了重力坝的结构特征和工作特点，着重分析了坝体沿坝基面及坝基内深层软弱结构面或岸坡坝段等的抗滑稳定安全度，对研究重力坝地基稳定性有十分重要的意义。
关键词重力坝；地基；抗滑稳定分析1重力坝的结构特征与工作特点1.1结构特征重力坝基本形状呈三角形，上游面铅直或稍倾向上游，坝底与基岩固结，建成挡水后，依靠自重维持稳定，故称重力坝。
在平面上，坝轴线（坝顶上游边缘线）一般为直线，有时为避开不利的地形地质条件或枢纽布置等原因，也可为折线或曲率不大的拱向上游的曲线[1]。
沿坝轴线坝体用横缝分成若干独立坝段，每一坝段为固结于地基上的悬臂梁。
筑坝材料为混凝土或浆砌石，抗冲能力强。
因此，重力坝可做成非溢流的，也可做成溢流和坝身设有泄水孔的。
1.2工作特点（1）由于筑坝材料强度高，耐久性好，抵御洪水漫顶、渗漏、冲刷、地震破坏的能力强，因而失事率低，工作安全性可靠。
（2）对地质、地形条件适应性强。
由于坝底压应力不高，对地质条件要求较低，一般建于基岩上，当坝高不大时，甚至可以修建于土基上；从地形上看，任何形状的河谷都可建重力坝。
（3）由于重力坝可做成溢流的，也可在坝内设置泄水孔，故一般不需要另设溢洪道或泄水隧洞，枢纽布置紧凑。
工程分2期施工，可利用坝体导流，不需另设隧洞。
（4）结构作用明确。
由于横缝将重力坝分成若干坝段，各坝段独立工作，结构作用明确，空间结构可化简为平面问题分析，应力分析和稳定计算都较简单。
（5）施工方便。
坝体为大体积混凝土，可采用机械化施工，放样、立模和混凝土浇捣都较简单。
（6）由于坝体剖面尺寸往往由稳定和坝体拉应力强度施工条件控制而做得较大，材料用量多，坝内压应力较低，材料强度不能充分发挥。
且坝底面积大，因而扬压力也较大，对稳定不利。
（7）因坝体的体积较大，施工期间混凝土温度收缩应力较大，为防止发生温度裂缝，施工时需适当控制对混凝土的温度。
2重力坝的抗滑稳定分析2.1沿坝基面的抗滑稳定分析常用的抗滑稳定安全系数计算公式有2种，即抗剪断强度公式和抗剪强度公式[2]。
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【 要 ］重 力 坝 的 深 层 抗 滑稳 定性 是 坝 基 设 计 中的 重 要 问题 。 对 于 深 层 抗 滑稳 定 问 题 比 较 严 重 的 重 力 坝 ，数 值 摘
分析 是 作 为 校 核 、验 证 或 深 入研 究 的 重要 手段 。 重 力 坝 深层 抗 滑 的数 值 模 拟 ，其核 心 的 问题 归 结 为如 何 模 拟 坝 基 中软 弱 结 构 面 。 通过 算 例 分 析 说 明 对软 弱 结构 面采 用接 触 处理 法 能 更好 的模 拟 坝 基 深 层 抗 滑 稳 定 问题 。并 把
舻 （ ・％ｇ≥０ 一 ｎ ｏ （） １ 式 中 ， 为接触对 的距离在 法 向方 向 的投影 ，
前 许 多重 大工 程 的重 力坝 深 层抗 滑 稳定 性分 析 均 采 用 以刚 体极 限平 衡 法为 主 和数 值模 拟相 结 合 的 方 法 ，并 相互 验证 和 补充 ，以此 来 全 面 分析 重 力
此 接 触 处 理 法 引入 对 武 都 １＃坝段 的数 值 模 拟 。 ７
【 键 词 ］ 重力 坝 ；深层 抗 滑稳 定 ；软 弱 结 构 面 ；数值 分析 关
［ 国分 类 号 ］Ｔ ４ 中 ｖ６
【 献 标 识 码 ］Ｂ 文
２ 结 构 面 与岩 土 的接 触 条 件
重 力 坝主要 依 靠 自身 重 量来 维 持 稳 定 ．其 深
入 接 触系 统 的势 能 泛 函之 中 。在 原势 能 泛 函 中增 加一 项惩 罚势 能 ：
模 型 三 ： 考 虑 结 构 面 的 法 向 提 离 和 切 向 滑 移 。认 为 断 层 和 坝 基 岩 体 之 间 传 递 压 力 和 剪 切
Ｈ ＝ ｒ Ｅ １
二
（ ２ ）
力 ，定 义 接 触 对 ， 考 虑 接 触 对 间 的 摩 擦 系 数 为
层 抗 滑稳 定性 是 重力 坝设 计 中 的重要 问题 ［。 当 １ １ 法 向接触 条 件 是判 定 物 体是 否 进 入 接触 以及
己进 入接 触应 该 遵 循 的条件 ．此 条 件是 接触 面之 问的运 动 学 方面 的 条件 。法 向接 触 条件 的不 可 侵 入 是指 两 个 物体 在 相互 接触 过 程 中不允 许 相 互 贯 穿 。对 于任 意接触 对不 可侵 入条 件 可 以表示 为 ：
坝 深层 抗 滑稳 定性 。对 于 深层 抗 滑稳 定 问题 比较
严 重 的重 力坝 ，数 值分 析 是作 为 校 核 、验 证 或 深 入研 究 的 重要 手段 ［ ２ １ 力 坝深 层抗 滑 的数 值模 。重 拟 ，其 核 心 的问题 可 以归结 为如 何模 拟 坝 基 中软 弱 结构 面 。 目前 对 坝基 深层 抗 滑 稳定 问题 的有 限
第 ９期 （ ３ ０期 ） 第 ４
［ 文章编号】１０ － ８ ６（ｏ ｏ ９ ０ ２ — ３ ０ ９ ２ ４ ２ ｌ）０ — ０ ８ ０
吉 林
水
利
２１ ０ ０年 ９月
重 力坝深层抗滑稳定 的数值分 析 源与矿 业工程 系 ，贵 州 六盘 水
在 分析 中就需 要考 虑 阻止 表 面之 间 发 生相 对 滑 动 的摩 擦 力 。接 触条 件就 可 分为 法 向接 触 条 件 和切 向接 触条 件 嘲 。
【 稿 日期 】２ １－ ６ ２ 收 ０００—３
—
２８—
吉林 水利
重 力坝 深层 抗滑 稳定 的数 值分 析
邱 燕等
２１ ０ ０年 ９月
数 （ 常 ≤１ 示 接 触 面 间 的摩 擦 行 为 。如 通 ）表 果 两 表 面 问 的接 触 压 力 为 Ｐ ，则 接触 面 间摩 擦 力
种 做 法 ，直 接没 有考 虑软 弱 结 构 面的 存 在 ，计 算
结果 不 可靠 。而 第二 种做 法 没有 很 好 地 反 映软 弱 结 构 面 本 身 的 力 学 特 性 ，计 算 结 果 必 然 带 来 误 差 。 第 三 种 做 法 考 虑 结 构 面 与 岩 体 表 面 发 生 接
０． １。
式 中 ， 为 惩 罚 因子 ； 为 嵌 入 深 度 ，是 节
一
元模 拟 中 ，断层 的模 拟 通 常有 三 种方 法 ：第一 种
为直 接 忽 略软弱 结构 面存 在 的连续 体 模 型 ：第 二
种为 假 定软 弱结 构 面与 岩体 之 间 位移 协 调 ．直 接
般 选 择库 仑摩 擦 模 型 。库 仑摩 擦 模 型 用摩 擦 系
把二 者 绑定 的接 触模 型 ：第 三 种 为考 虑 软 弱结 构 面与 岩 体之 间法 向提 离 和切 向滑移 的模 型 。第 一
触 ，在 接 触 面 之 间一 般 传 递 切 向力 以及 法 向 力 ，
的极 限值 为 ， 当界 面 上 剪 应 力 达 到 该 极 限 值
时 ，接 触面 发生 切 向相 对滑 动 。
接 触 约束 算 法就 是 通 过对 接 触边 界 约束 条 件 的适 当处 理 ，将 物体 的约束 优 化 问题 转 化 为 无 条 件 优 化 问 题 求解 。 接 触 约束 法 可 分 为罚 函 数 法 、 Ｌ ｇａ ｇ 乘 子法 以及 增 广 Ｌ ｇａ ｇ 子 法 等 。本 ａｒｎ ｅ ａ ｒｎ ｅ乘 文选 择 面对 面 接触 的罚 函数 法 。罚 函数 法 是将 接 触 区域 的非 嵌 人条 件 以及 其 他条 件 作 为 惩 罚项 引
＞ Ｏ则 表 示 接 触对 分 离 ，岛＝ Ｏ表 示 接 触 对 接 触 ，
不允 许 接 触 物体 相 互 侵 入 即 ＞ ； 、 分 别 表 Ｏ 示 Ａ、Ｂ物 体 接 触 界 面 上 任 意 点 的位 移 向 量 ；ｇ ｏ
为初 始 间隙 ； 为 目标 面单 位法 向量 。 切 向 接触 条 件 是 指 接 触 面 间 的 摩 擦 力 条 件 。