重力坝的抗滑稳定分析.ppt

水工建筑物习题课,重力坝的抗滑稳定分析,1、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 （1）抗剪强度公式 Ks=f(W-U)/ P （2）抗剪断公式 Ks=f(W-U)+cA/ P 2、刚体极限平衡法 （1）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 时，宜用抗剪强度公式计算，Ks值用1.051.3； 可能滑动面仅一部分通过软弱结构面，其余部 分切穿岩体或混凝土，有条件提供一定抗滑力的抗 力体时，应采用抗剪断公式核算， Ks2.33.0。,（2）双斜面深层抗滑稳定计算 剩余推力法 被动抗力法 等安全系数法 3、岸坡坝段的抗滑稳定分析 （1）抗剪强度公式 K3=f(N-U)/S （2）抗剪断公式 K3=f(N-U)+cA/S 其中 S=(T2+P2),重力坝的应力分析,材料力学法分析 1、基本假定 2、边缘应力的计算 （1）水平截面上的正应力 yu= W/B+6 M/B2 yd= W/B- 6M/B2 （2）剪应力 u=（pu- yu) n d= （yd-pd）m,（3）水平正应力 xu=pu- u* n xd=pd+ d *m （4）正应力 1u=（1+tan2u) yu-pu tan2u 1d=(1+m2) yd-pd m2 3、考虑扬压力时的应力计算 （1）求解边缘应力 上游：u=（pu-puu-yu)n xu=(pu-puu)-(pu-puu-yu)n2 下游： d=（ yd+pud-pd)m xd= (pd-pud)+(yd+pud-pd) m2,主应力：1u=（1+n2) yu-(pu-puu) n2 2u= pu-puu 1d=(1+ m2) yd-(pu-pud) m2 2d= 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）,解：（1）设计水位情况（基本组合）抗滑稳定安全系数计算： 自重：W1=24885+24750.7752=63570(KN) 坝底的长度：ab=8+750.7=60.5(m) 扬压力：U=101060.5+10(65-10)60.52=22687.5(KN) 上游水压力：P1=1065652=21125(KN) 下游水压力：P2=1010102=500(KN) 下游水重：W2=10100.7102=350(KN) 公式：s=f.(W-U)/P s=0.62(63570+350-22687.5)/(21125-500)=1.24,（2）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=102560.5+10(70-25)60.52=28737.5(KN) 上游水压力：P1=1070702=24500(KN) 下游水压力：P2=1025252=3125(KN) 下游水重：W2=10250.7252=2187.5(KN) 公式：s=f.(W-U)/P s=0.62(63570+2187.5-28737.5)/(24500-3125)=1.07 基本组合抗滑稳定安全系数：s=1.24s.1 特殊组合抗滑稳定安全系数：s=1.07s.05 均符合规范要求 该坝的抗滑稳定是安全的。,例2 已知混凝土的强度等级为C10，基岩的允许压应力为5000ka,某重力坝剖面如图所示，上游正常高水位为50m，相应下游水位为15m，坝顶高程为60m，上游坝坡为1:0.2，下游坝坡为1:0.7，坝顶宽度为5m，在距上游坝面7m处设有排水孔幕，混凝土的容重c=24KN/m3,水的容重w=10KN/m3，渗透压力强度折减系数a=0.31(浪压力忽略不计）,解：建基面顺水流方向总长度：T=（30-10）0.2+5+（55-10） 0.7=40.5m 排水孔距坝底中心O点的距离：40.5/2-7=13.25m （1）自重 分为三块：W1=c 4 （30-10）=960KN 距O点：20.25-2/3 4=17.58m W2=c 5 (60-10)=6000KN 距O点：20.25-4-2.5=13.75m W3=c 1/2 （55-10） 0.7 （55-10） =17010KN 距O点：20.25-4-5-1/3 （55-10） 0.7=0.75m,（2）水重：W4=w 4 （50-10）=800KN 距O点：20.25-2=18.75m W5=w 1/2 （30-10）0.2 （30-10） =400KN 距O点：20.25-1/3 4=18.92m （3）水平水压力： 上游：P=1/2w (50-10)2=8000KN 距O点高：1/3(50-10)=13.33m 下游： P=1/2w (15-10)2=125KN 距O点高：1/3(15-10)=1.67m,（4）扬压力：U1=H2T 1=10 5 40.5=2025KN 距O点0m U2=aH 7=10 0.3 35 7=735KN 距O点:20.25-3.5=16.75m U3=1/2aH (40.5-7) 1=1/2 10 0.3 35 33.5 1=1758.75KN 距O点:20.25-7-1/3 (55-10) 0.7 =2.75m U4=1/2(H aH) 71=1/2 10 35 0 .7 7=1758.75KN 距O点:20.25-7-1/3 7=17.92m U=U1+U2+U3+U4=5376.25KN,坝趾处的压应力在计入扬压力时，=（W/B- 6M/B2）（1+m2) W=23790+1200-5376.25=19793.75KN M=960 17.58+6000 13.75+17010 0.75+800 18.75+400 18.92+125 1.67-8000 13.33-2025 0-735 16.75-1758