重力坝抗滑稳定极限状态计算.doc

重力坝抗滑稳定极限状态计算 DL5108－1999《混凝土重力坝设计规范》规定，重力坝的抗滑稳定按承载能力极限状态计算，认为滑动面为胶结面，滑动体为刚体。此时滑动面上的滑动力作为效应函数，阻滑力为抗力函数，并认为承载能力达到极限状态时刚体处于极限平衡状态。 1．抗滑稳定极限状态设计表达式 承载能力极限状态设计式见式（1）~式（4）。 （1）对基本组合，应采用下列极限状态设计表达式： （1） （2）对偶然组合，应采用下列极限状态设计表达式 （2） （3）抗滑稳定极限状态作用效应函数 或 （3） （4）抗滑稳定极限状态抗力函数 或 （4） 式中 γ0 ——结构重要性系数，对应于结构安全级别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级的结构及构件，可分别取用1.1、1.0、0.9； ψ——设计状况系数，对应于持久状况、短暂状况、偶然状况、可分别取用1.0、0.95、0.85； ——作用效应函数； ——结构及构件抗力函数； γG ——永久作用分项系数 γQ ——可变作用分项系数 Gk ——永久作用标准值，按DL5077－1997《水工建筑物荷载设计规范》确定； Qk ——可变作用标准值，按DL5077－1997确定； ak ——几何参数的标准值，可作为定值处理； fk——材料性能的标准值，实验确定或查表； γm——材料性能分项系数，可实验确定； γd1——基本组合结构系数 Ak——偶然作用代表值； γd2——偶然组合结构系数，见表1； ΣPR　、ΣPC——计算层面（坝基面或坝体混凝土层面）上全部切向作用之和，kN； ΣWR　、ΣWC——计算层面上全部法向作用之和，,kN； R　、C——计算层面上抗剪断摩擦系数； CR’、CC’——计算层面上抗剪断凝聚力； AR、AC——计算层面截面积，m2。 核算时，应按照材料的标准值和作用的标准值或代表值分别计算基本组合和偶然组合。 2．深层抗滑稳定分析 当坝基岩体内存在着不利的软弱夹层或缓倾角断层时，坝体有可能沿着坝基软弱面产生深层滑动，其计算原理与坝基面抗滑稳定计算相同。计算公式见DL5108－1999《混凝土重力坝设计规范》附录F。若实际工中地基内存在相互切割的多条软弱夹层，构成多斜面深层滑动，计算时选择几个比较危险的滑动面进行试算，然后做出比较分析判断。 3．抗剪断参数的选取 式（4）中R　、C　　，　R　、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 序号 材 料 类 别 及 强 度 分项系数 备 注 1 抗剪断强度 （1）混凝土 / 基岩 摩擦系数f＇R 凝聚力C＇R 1.3 3.0 指常态混凝土层面 （2）混凝土 / 混凝土 摩擦系数f＇c 凝聚力C＇C 1.3 3.0 指碾压混凝土层面 （3）碾压混凝土 / 碾压混凝土 摩擦系数f＇c 凝聚力C＇C 1.3 3.0 （4）基岩 / 基岩 摩擦系数f＇d 凝聚力C＇d 1.6 3.4 （5）软弱夹层之间 摩擦系数f＇d 凝聚力C＇d 1.6 3.4 2 混凝土强度 抗压强度 2.0 表2 结构系数 序号 项目 组合类型 结构系数 备 注 坝体抗滑稳定极限状态设计式 基本组合 偶然组合 1.2 1.2 包括重力坝的基面、层面、深层滑动面 混凝土坝抗压极限状态设计式 基本组合 偶然组合 1.3 1.3 素混凝土水工结构承载能力极限状态设计式 受拉破坏 受压破坏 2.0 1.3 1、受永久荷载为主的构件表中值增加0.05 2、土重、土压力不增加。 3、新型结构可适当提高 钢筋混凝土及预应力混凝土结构承载能力极限状态计算 1.2