468土质边坡德定分析一原理·方法·程序 图13.2公伯峡水电站主要工况计算成果 (a)Bxl. Ida; (b)1.2da; (c)In 2da; (d )2e;(e)2d; (f) 2e
468 土质边坡稳定分析 原理 ⋅ 方法 ⋅ 程序 图 13. 2 公伯峡水电站主要工况计算成果 (a) Gbx1.1da; (b) 1.2da; (c) 1n.2da; (d) 2c; (e) 2d; (f) 2e
第13章工程業例469 13.2.5讨论 从面板坝的坝坡稳定分析角度看,本算例是常规的圆弧稳定分析的一个实例。计算中使 用了非线性强度参数。由于在可行性论证阶段中曾经有一个心墙坝的方案,因此,对此方案 进行了考虑库水位情况下的上游坝坡稳定分析。此方案上游坝壳使用了砂砾石,为半透水材 料,如果砂砾石的细粒含量较多,则需要计算上游水位降落情况下坝体内的浸润线在不同时 间的位置,并进行相应的坝坡稳定分析。由于砂砾石可视为压缩性很小的材料,故可在达西 定律基础上进行不稳定渗透计算,如第7章第74节所述。本算例使用了美国陆军工程师团 土石坝设计手册中推荐的一个简化方法,计算水位降落过程中的坝壳浸润线位置。根据计算 获得的浸润线位置,进行有效应力法计算,但心墙部分则使用了总强度指标。计算孔压和稳 定分析的详细步骤已分别在第6章、第7章中介绍过。 表13.5混凝土面板堆石坝施工、竣工期最小安全系数 参数类型 上游坝坡 下游坝坡 7度地震 无地震 7度地震 安全数据 全数据 全数据 系数文件 系数文件 线性参数1406Gbxl.lda1231 Bxl.Ida1.51412da 非线性参数 1. 684 GbxIn Ida 1.535 Gbxln Ida 1.987 In 2da 1. 746 Inzh ,△) 表13.6混凝土面板堆石坝稳渗期最小安全系数 下游坝坡 参数类型 无地震 8度地震 安全系数 数据文件 全系数 数据文件 线性参数(c,向 1.514 1.2da 1.311 1zh. dat 非线性参数(师,△9) 1683 InzH dat 表13.7风化料心墙坝水位骤降期核算最小安全系数 库水位参数类型 无地震 8度地震 安全系数数据文件 安全系数数据文件 线性 99020非线性 1.649 2cnzh 线性 dnzh 1975.00线性 0.900
第 13 章 工程案例 469 13. 2. 5 讨论 从面板坝的坝坡稳定分析角度看 本算例是常规的圆弧稳定分析的一个实例 计算中使 用了非线性强度参数 由于在可行性论证阶段中曾经有一个心墙坝的方案 因此 对此方案 进行了考虑库水位情况下的上游坝坡稳定分析 此方案上游坝壳使用了砂砾石 为半透水材 料 如果砂砾石的细粒含量较多 则需要计算上游水位降落情况下坝体内的浸润线在不同时 间的位置 并进行相应的坝坡稳定分析 由于砂砾石可视为压缩性很小的材料 故可在达西 定律基础上进行不稳定渗透计算 如第 7 章第 7.4 节所述 本算例使用了美国陆军工程师团 土石坝设计手册中推荐的一个简化方法 计算水位降落过程中的坝壳浸润线位置 根据计算 获得的浸润线位置 进行有效应力法计算 但心墙部分则使用了总强度指标 计算孔压和稳 定分析的详细步骤已分别在第 6 章 第 7 章中介绍过 表 13. 5 混凝土面板堆石坝施工 竣工期最小安全系数 上游坝坡 下游坝坡 参数类型 无地震 7度地震 无地震 7度地震 安全 系数 数据 文件 安全 系数 数据 文件 安全 系数 数据 文件 安全 系数 数据 文件 线性参数 (c φ) 1.406 Gbx1.1da 1.231 Gbx1.1da 1.514 1.2da 1.382 1zh 非线性参数 (φ0 ∆φ0) 1.684 Gbx1n.1da 1.535 Gbx1n.1da 1.987 1n.2da 1.746 1nzh 表 13. 6 混凝土面板堆石坝稳渗期最小安全系数 下游坝坡 参数类型 无地震 8度地震 安全系数 数据文件 安全系数 数据文件 线性参数(c φ) 1.514 1.2da 1.311 1zh.2dat 非线性参数(φ0 ∆φ0) 2.011 1n.2da 1.683 1nzH.2dat 表 13. 7 风化料心墙坝水位骤降期核算最小安全系数 库水位 (m) 参数类型 无地震 8度地震 安全系数 数据文件 安全系数 数据文件 线性 1.367 2c 1.108 2czh 1990.20 非线性 2.205 2cn 1.649 2cnzh 线性 1.386 2d 1.116 2dzh 1981.00 非线性 2.041 2dn 1.605 2dnzh 1975.00 线性 1.407 2e 0.900 2ezh 非线性 1.998 2en 1.590 2enzh
470土质边坡穗定分析一原理 程序 13.3小浪底水利枢纽大坝 13.3.1基本情况 (1)项目来源:黄河水利委员会勘测规划设计院。 (2)完成日期:1999年4月 (3)设计阶段:初步设计、技施设计和大坝安全鉴定。 (4)存档文件: 1)小浪底水利枢纽土石坝边坡稳定分析,黄河水利委员会勘测规划设计院,水利水电 科学研究院,1994年4月 2)小浪底水利枢纽土石坝工程安全检查自检报告,黄河水利委员会勘测规划设计院 1999年9月 13.3.2工程概述 小浪底水利枢纽工程位于洛阳市以北黄河干流最后一个峡谷出口,为一具有防洪、减淤、 灌溉、发电等综合效益的大型水利枢纽。大坝最大坝高167m,覆盖层最深达70m,为斜墙 堆石坝,电站装机156万kW。工程位于7度地震区,按8度设防。大坝典型剖面见第7章 图71 13.3.3计算条件 1.计算工况 计算上、下游坝坡施工期、正常运用期、库水位骤降期和地震期的稳定性。主要计算 2175断面。同时也复核了靠近左岸的坝基夹有软弱夹层的310断面。采用任意形状滑裂面 分别复核沿夹泥层滑动和沿坝体内滑裂面滑动这两种情况。水库运用时的稳定分析考虑了库 区泥沙淤积、不淤积两种情况。施工期,主要计算了大坝填筑完成后,库水位250m和265m, 在坝内不形成浸润线的情况。此两水位主要是考虑当时大坝填筑进度的实际情况。 2.强度指标 土料区的指标由黄河水利委员会小浪底工程质量检测联营体提供(小浪底主坝防渗体挖 坑取样及现场试验成果综合分析报告),1997.7.16和19991.22两次报告成果。共计土样37 个,在此基础上提出的各种材料采用值见表13.8。 13.3.4计算成果 各计算剖面复核成果列于表139~表13.11,典型工况计算简图如图13.3示 13.3.5讨论 小浪底大坝为壤土斜心墙坝,因此,坝坡稳定分析内容覆盖了上、下坝坡施工期,稳定 渗流期和库水位骤降期。由于坝基存在软弱夹层,故还需要进行折线形状滑裂面的稳定分析, 并搜索临界滑裂面
470 土质边坡稳定分析 原理 ⋅ 方法 ⋅ 程序 13. 3 小浪底水利枢纽大坝 13. 3. 1 基本情况 (1) 项目来源 黄河水利委员会勘测规划设计院 (2) 完成日期 1999 年 4 月 (3) 设计阶段 初步设计 技施设计和大坝安全鉴定 (4) 存档文件 1) 小浪底水利枢纽土石坝边坡稳定分析 黄河水利委员会勘测规划设计院 水利水电 科学研究院 1994 年 4 月 2) 小浪底水利枢纽土石坝工程安全检查自检报告 黄河水利委员会勘测规划设计院 1999 年 9 月 13. 3. 2 工程概述 小浪底水利枢纽工程位于洛阳市以北黄河干流最后一个峡谷出口 为一具有防洪 减淤 灌溉 发电等综合效益的大型水利枢纽 大坝最大坝高 167m 覆盖层最深达 70m 为斜墙 堆石坝 电站装机 156 万 kW 工程位于 7 度地震区 按 8 度设防 大坝典型剖面见第 7 章 图 7.1 13. 3. 3 计算条件 1. 计算工况 计算上 下游坝坡施工期 正常运用期 库水位骤降期和地震期的稳定性 主要计算 217.5 断面 同时也复核了靠近左岸的坝基夹有软弱夹层的 310 断面 采用任意形状滑裂面 分别复核沿夹泥层滑动和沿坝体内滑裂面滑动这两种情况 水库运用时的稳定分析考虑了库 区泥沙淤积 不淤积两种情况 施工期 主要计算了大坝填筑完成后 库水位 250m 和 265m 在坝内不形成浸润线的情况 此两水位主要是考虑当时大坝填筑进度的实际情况 2. 强度指标 土料区的指标由黄河水利委员会小浪底工程质量检测联营体提供 小浪底主坝防渗体挖 坑取样及现场试验成果综合分析报告 1997.7.16 和 1999.1.22 两次报告成果 共计土样 37 个 在此基础上提出的各种材料采用值见表 13.8 13. 3. 4 计算成果 各计算剖面复核成果列于表 13.9∼表 13.11 典型工况计算简图如图 13.3 示 13. 3. 5 讨论 小浪底大坝为壤土斜心墙坝 因此 坝坡稳定分析内容覆盖了上 下坝坡施工期 稳定 渗流期和库水位骤降期 由于坝基存在软弱夹层 故还需要进行折线形状滑裂面的稳定分析 并搜索临界滑裂面
第13章工程業例471 表13.8筑坝材料及坝基材料抗剪强度采用值 筑坝材料 容重(kNm3) 抗剪强度 湿容重饱和容重摩擦角φ(°)粘聚力c(kPa) CD有效强度 总强度 UU总强度 A,2B,2C,3A,4A,4B区 河床砂卵石 0 淤积物 17.6 76 0 砂岩 35 0 夹泥层 注表中河床砂卵石静强度指标φ3°,动强度指标φ=27 表13.9小浪底大坝2175剖面复核成果(沿坝体内堆石滑动) 计算工况 数据文件 地震烈度安全系数淤积情况 1.900 无淤积 8 1469 不利水位230m 无淤积 水位 dI l 无淤积滑裂面 d 12 7 1688 靠近下部 13 65m水位 d13 1.873 工 水位 无淤积滑裂面 7 靠近下部 65m水位 dx13 水位骤降275m→250m 1.850 无淤积 1.687
第 13 章 工程案例 471 表 13. 8 筑坝材料及坝基材料抗剪强度采用值 容重(kN/m3 ) 抗剪强度 筑坝材料 湿容重 饱和容重 摩擦角φ(°) 粘聚力c(kPa) CD有效强度 19.4 20 CU总强度 19.6 20.3 14 25 1区 1B区 UU总强度 7.4 73 2A 2B 2C 3A 4A 4B区 21.1 23 40 0 5区 20.8 21.7 28 30 河床砂卵石 22.2 22.2 33* 0 淤积物 17.6 17.6 0 0 砂岩 26 26 35 0 夹泥层 20.1 20.7 14.04 5 注 表中河床砂卵石静强度指标φ 33° 动强度指标φ 27° 表 13. 9 小浪底大坝 217.5 剖面复核成果 沿坝体内堆石滑动 计算工况 数据文件 地震烈度 安全系数 淤积情况 6 0 1.900 d6 8 1.469 无淤积 7 0 2.070 不利水位230m d7 8 1.514 无淤积 11 0 1.707 230m水位 d11 7 1.488 12 0 1.963 250m水位 d12 7 1.688 13 0 2.190 265m水位 d13 7 1.873 无淤积滑裂面 靠近下部 x11 0 1.781 230m水位 dx11 7 1.559 x12 0 1.880 250m水位 dx12 7 1.571 x13 0 2.102 施 工 期 265m水位 dx13 7 1.750 无淤积滑裂面 靠近下部 8 0 1.850 水位骤降275m→250m 9 0 1.687 无淤积
472土质边坡德定分析一原理·方法·程序 表13.10小浪底大坝D0+21750断面上游坡稳定计算成果表(沿夹泥层滑动) 计算工况 数据文件地震 设计要求复核计算 安全系数安全系数 淤积情况 无 不利水位230m 230m水位y B5332 1.30l 淤积高程200m 施 工250m水位 0808070707 1436 265m水位X 1569 dv10 2322 1.277 水位骤降 1.384 注水位骤降为275m→250m,滑裂面位置见图13.3 表13.11小浪底大坝D0+310断面上游坡稳定计算成果表(沿夹泥层滑动) 计算工况 数据文件 地震烈度 全系数 下游不压坡 下游压坡 30b 1.638 1896(m) 04896(m) V70.0 V35.0 35.0 图13.3小浪底大坝主要工况稳定计算成果 (a)ll; (b)1; (c)xll; (d)y4;(e)x13; (f)dy 10;(g)8: (h)dd3
472 土质边坡稳定分析 原理 ⋅ 方法 ⋅ 程序 表 13. 10 小浪底大坝 D0+217.50 断面上游坡稳定计算成果表 沿夹泥层滑动 计算工况 数据文件 地震 烈度 设计要求 安全系数 复核计算 安全系数 淤积情况 2 0 1.5 1.486 d2 8 1.3 1.026 无 1 0 1.5 2.103 不利水位230.0m d1 8 1.3 1.301 淤积高程200m y4 0 1.3 1.424 230m水位 dy4 7 1.2 1.216 y5 0 1.3 1.436 250m水位 dy5 7 1.2 1.186 y10 0 1.3 1.569 施 工 期 265m水位 dy10 7 1.2 1.277 无 水位骤降 dd3 0 1.2 1.384 无 注 水位骤降为 275m→250m 滑裂面位置见图 13.3 表 13. 11 小浪底大坝 D0+310 断面上游坡稳定计算成果表 沿夹泥层滑动 计算工况 数据文件 地震烈度 安全系数 下游不压坡 310 0 1.236 下游压坡 310b 0 1.638 图 13. 3 小浪底大坝主要工况稳定计算成果 (a) 11; (b) 1; (c) x11; (d) y4; (e) x13; (f) dy10; (g) 8; (h) dd3