防渗帷幕与坝基排水孔联合作用下的重力坝深层抗滑稳定性分析-论文.pdf

《防渗帷幕与坝基排水孔联合作用下的重力坝深层抗滑稳定性分析-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第32卷第8期水电能源科学VoL32No．82014年8月WaterResourcesandPowerAug．2014=========：================================一文章编号：1000—7709(2014)08—0088—03防渗帷幕与坝基排水孑L联合作用下的重力坝深层抗滑稳定性分析陈博夫，卢晓春，田斌，张飞，刘雅梅(三峡大学水利与环境学院，湖北宜昌443002)摘要：针对坝基深层抗滑稳定分析中滑动面上扬压力通常出于安全考虑只在排水孔处折减，未考虑防渗帷幕的防渗减压作用对深层抗滑稳定造成的影响，

2、引入当量长度及附加阻抗概念分析了帷幕与排水孔的减压效果，以及二者联合作用下的减压效果，并将其应用到实际工程中。结果表明，二者联合作用得出的滑动面上扬压力较防渗帷幕与排水孔单独作用更为精确，更贴近工程实际，较好地反映了深层抗滑稳定安全性。关键词：重力坝；扬压力；双斜面深层滑动；安全系数中图分类号：TV139．14文献标志码：A扬压力U是坝基深层抗滑稳定分析中一项1引言重要荷载，对深层抗滑稳定性有一定影响，尤其对近年来，重力坝坝址地质条件越来越复杂，工程运行期上下游水位差较大的大坝影响更为显著。所在坝基岩体中常存在不利于稳定的断层或夹层

3、等实际工程中往往设有防渗帷幕及排水孔幕，联合软弱结构面，对坝体抗滑稳定产生不利影响[】]，严重作用下扬压力分布见图1，图中在帷幕与排水孔威胁大坝安全，因此重力坝深层抗滑稳定分析是保障大坝安全的一个重要条件。目前重力坝深层抗滑稳定性分析常参照《混凝土重力坝设计规范》[2]，对于坝下岩体扬压力U，规范中出于安全考虑，大部分取坝基排水孔处折减系数进行计(a)排水孔与帷幕布置图(b)扬压力分布简国算l_3]。考虑排水孔幕下的坝基渗流场采用有限元图1联合作用下扬压力分布图法研究_4表明，排水孔幕具有良好的降压效果；对Fig．1Calculat

4、ionchartofupliftpressure于防渗帷幕的坝基渗流分析[5表明，帷幕深度增undercouplingeffect大时，坝基渗流量得到了削减。对比排水孔幕与中心线处分别采用折减系数a、a对扬压力进行防渗帷幕的防渗减压效果，排水孔幕的降压效应折减_6]，计算公式为：远大于防渗帷幕的防渗作用。工程中往往同时设1U1===L[(1+a1)HLl+(Ⅱ1+a2)HL2+有防渗帷幕及坝基排水孔，因此采用单一的折减系厶U数可能对深层抗滑稳定性分析有一定影响，需考虑a2HL3+H2(L1+L2+L3)](1)二者的联合折减作用_6

5、]。鉴此，本文通过分析帷幕式中，H、H。分别为上、下游水头；H为上下游与坝基排水孔联合作用下的扬压力U及深层抗滑水头差；L为坝踵至防渗帷幕距离；L为防渗帷稳定安全系数，得出二者灌入度与深层抗滑稳定幕至坝基排水孔幕距离；L。为坝基排水孔至坝趾的规律，为重力坝深层抗滑稳定分析提供了可靠距离；a为滑动面与坝基夹角。依据，同时也对防渗体系的优化提供了参考。2．1防渗帷幕对扬压力的影响防渗帷幕对扬压力的影响，可引入当量长度2防渗帷幕和排水孔对深层滑动的Ll6以便利用单位水头研究扬压力分布，见图2。影响L为与防渗帷幕效果相同的不透水底板的等效收

6、稿日期：2013—12—16，修回日期：2014—01—16作者简介：陈博夫(1990一)，男，硕士研究生，研究方向为水工结构，E—mail：510409768@qq．corn通讯作者：卢晓春(1983一)，男，博士，副教授、硕导，研究方向为高坝设计理论与方法，E-mail：luxiaochunl014@163．COrn第32卷第8期陈博夫等：防渗帷幕与坝基排水孔联合作用下的重力坝深层抗滑稳定性分析·89·l＼＼一竹丁}-、t图4排水孔计算简图Fig．4Briefcalculationchartfordrainageholes图2帷

7、幕损失水头计算简图Fig．2Lossheadofcurtain^一H一(H一)+(H一／40)(L1+)]{ln／(21Fw)]十}长度。对于完整的、弱透水性防渗帷幕，当量长2II(L+)@a(L14-+厶){ln／(211rw)]-t-fl+}度为：(4)r一垒[!二±：+其中～(2k2、+忌1)(T—S)+忌2SO。生[!三二羔：±：tn+nCSC行7rS)]㈦(2k2+尼1)(T—S)+是2厂。一(一)(一手)。㈤式中，志、是。分别为透水地基和帷幕的渗透系数；式中，h为折减后水头；H。为排水孔出口高；a为丁为坝基透水层深度；S

8、为帷幕深度；为帷排水孔孔距；Ⅱ为数学中；r为排水孔半径；f、幕厚度；、、分别为帷幕上、下游面渗流弯曲的厂。均为附加阻力系数。阻力系数(取、时L—L，取时L—Lz+L。)，按由此可得排水线上扬压力折减系数为：图3选取。a2=／(H1～H