重力坝安全系数计算抗滑稳定计算 - 2024-08-08T095825.261.doc

水工建筑物知识点

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重力坝抗滑稳定安全系数法

《混凝土重力坝设计规范》SL319-2005，重力坝抗滑稳采用安全系数法计算，有两种方法，一是采用抗剪强度公式（摩擦公式）计算，一是抗剪断强度公式计算。

①抗剪强度公式（摩擦公式）：把坝体与基岩间看成是一个接触面，而不是胶结面，其抗滑稳定安全系数Ks为（滑动面为水平面）：

式中Ks——按抗剪强度公式计算的抗滑稳定安全系数，表2-18；

∑W——作用在坝体上全部荷载的铅直分力代数和，kN；

U——作用在接触面上的扬压力，kN；

∑P——作用在坝体上全部荷载的水平分力代数和，kN；

f——坝体混凝土与坝基的接触面间的抗剪摩擦系数，缺乏试验资料时，可按表1、表2选用。

当滑动面为倾向面时，其抗滑稳定安全系数Ks为：

式中β——接触面与水平面间的夹角，当接触面倾向上游时β为正，反之β为负。

由于抗剪强度公式未考虑坝体混凝土与基岩间的胶结作用，因此该公式不能完全反映坝的实际工作状态，只是一个抗滑稳定的安全指标。

当坝基岩体内存在软弱结构面、缓倾角裂隙时，需核算深层抗滑稳定。根据滑动面的分布情况综合分析后，可分为单滑面、双滑面和多滑面计算模式，以刚体极限平衡法计算为主，必要时可辅以有限元法、地质力学模型试验等方法分析深层抗滑稳定，并进行综合评定，其成果可作为坝基处理方案选择的依据。

表1坝基岩体力学参数

表2结构面、软弱层和断层力学参数

表3抗滑稳定的安全系数Ks、K′s

②抗剪断强度公式：认为坝体与基岩胶结良好，滑动面上的阻滑力包括抗剪断摩擦力和抗剪断凝聚力，其抗滑稳定安全系数由下式计算（滑动面为水平面）：

当滑动面为倾向面时，其抗滑稳定安全系数K′s为：

式中Ks′——按抗剪断强度公式计算的抗滑稳定安全系数，表3；

f′——坝体混凝土与坝基的接触面间的抗剪断摩擦系数；

c′——坝体混凝土与坝基的接触面间的抗剪断凝聚力；

A——坝体与坝基接触面的面积，m2。

其他符号意义同前。

该公式考虑了坝体的胶结作用，计入了摩擦力和凝聚力，是比较符合坝的实际工作状态的，物理概念也比较明确。f′、c′值，当无实验资料时，可参考表1、表2选用。