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文档简介
1、 基金项目 作者简介 江苏海安人 教授 心墙堆石坝的水力劈裂分析殷宗泽 土木工程学院 江苏 南京摘要 本文详细分析了它们 产生差异的原因 提出应用有效应力法计算心墙堆石坝初期有效应力和水压力 通过叠加得到总应力 再与心墙前水压力比较来判 这样 通过控 制这些因素就可避免水力劈裂的发生 最后通过实例计算表明了该方法的合理性关键词 土石坝 水力劈裂 防渗心墙 问题的提出水力 最著名 的是美国 坝失事事件 学者们在事后做了大量的研究 国 划设计 图 水力劈裂计算分析前者是计算心墙内的总应力 与墙前水 压力相比来判别水力劈裂发生的可能 后者是计算心墙中的有效应力 用有效应力是否小于 来判别水 图是笔者
2、 年对其中图 图中可见按总应力法计算 而按有效应力法计算出的有效中主应力远大于 笔者 与合作者曾进行过数十座高土石坝的计算分析 从未出现过有效应力 哪怕是有效小主应力小于 的情 步研究这两种水力劈裂计算方法为什么会有如此大的差异 水力劈裂机理 因此需要从水力劈 它又有 个主应力分量 小主应 力不能用于比较 这是因为小主应力作用面与防渗墙上游面大体平行 而防渗墙上游面正是水压力作用 退一步说 因此 可以先排除 大主应力和中主应力小于水压力 中主应力方向与坝轴线方向大体接近 水压力如果沿中主应力 并使裂缝愈冲愈大 因此应该 不应该对分析水力劈裂带来麻烦 这个被忽视的 也就是说 蓄水初期心墙内部各点
3、的水压 也并不等于墙上游面的水压力 和的 因此蓄水初期心墙内 总应力法显然用的是外水压力 有效应力是土体内同一点的总应力与水压力因此先讨论有效小主应力都不可能小于 小于 实际上 不 会在心墙中出现 小于 蓄水初期 水荷载是从小主应 力方向施加的因此有效小主应力 小于 土体中某一面上有效应力为 二是边界面上的 水压力突然增加 土体破坏形式 图 由图初期 心墙靠上游面土体中的水压力 稳定渗流期 心墙上游面水 图内水压力都不会超过土体应力 即不可能出现 小于 的情况 更不必提 小于在蓄水 初期 总应力法用心墙内靠近上游面位置处的土体总应力与心墙前 水压力相比较 这样 水力劈裂的 水压力的突变是 内部 图 比较了上游 由图 产生水压力突变 心墙水平面上的孔压分布 如果土是完全 但对于非饱和土 孔隙中的空气首先被压 水力劈裂的合理分析方法 总应力法用心墙内的总应力与上游水压力相比来判别是否发生水力劈裂 是符合机 对应的泊 和 而实际上 蓄水初期孔压没有消散 侧向总应力是较大的 法计算水力劈裂 用这种试验所得参数计算的泊松 总应力法计算也不 方法 取心墙靠近上游面处各单元 由于是有效应力法 本构模型参数要用排用所提出的有效应力法对糯扎渡土石坝作相应计算考虑心墙料的渗透性及墙前水位上升速度等结果示于图比较图 这 改进方法的计算结果 结论 设计中应控制这些因 参 考文献 黄文熙 沈
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