分项系数法在重力坝深层抗滑稳定分析中的应用

1、分项系数法在重力坝深层抗滑稳定分析中的应用摘要:本文主要介绍了分项系数法的应用原理，然后通过等安全系 数法判断重力坝的深层结构的抗滑稳定性，并且结合设计规范判断重 力坝的可靠度，从而根据实际情况验证分项系数法的科学性以及合理 性。关键词:分项系数法重力坝 深层抗滑稳定性重力坝深层滑动是水利水电建筑工程设计者研究的重点问题。常 规的剩余推力法以及被动抗力法,都是先将重力坝深层基础其中一个 滑动区域视做极限平衡状态，然后再推导出此时的安全系数，以此为依 据推算另一个区域的安全系数，这样计算的结果导致安全系数就包括 所有计算重力坝深层基础设计中的模糊不确定性因素以及失误性因 素，从而使计算结果无法表

2、达重力坝深层基础的可靠性以及风险性。 例如在一些明显存在软弱夹层的施工环境中使用传统单一的安全系 数分析法分析，计算结果通常很难到达设计规范的要求，而且也加大了 重力坝深层结构进行加固处理的施工量和难度。为了能够对深层结构 的抗滑稳定性进行更加科学、有效的分析，本文采用了分项系数法，通 过等安全系数法计算出重力坝深层抗滑稳定性系数。1极限状态方程根据重力坝深层基础双滑面（如图1所示）,即AB和BC来年各个 方向上的滑动进行分析研究。其中AB方向是重力坝深层基础的主滑 动面;BC则表示重力坝深层基础的辅助破裂面;BD为分界面,在分析 研究过程中重力坝深层基础的滑动受力部位就分成了 ABD和BCD

3、 两大部分，此时引入一个假定与水平面呈角的抗力R,然后使ABD和 BCD分别处于极限平衡状态，并且建立极限状态方程。其中ABD极 限状态方程为：h式中s n坝的惜构抗彷甫数衰诂式龙*任用效应丽数&诂式洵： TOC o 1-5 h z S (*) hJkin a + VPrefiff -仲n；沛-er)-厂、%瑁信，极限状态方程为:11式中更力职的批杓抗拘驴鼓露送式为：RGh f; + (Ainl + /*)+- (J. |+ C.4.C!件用薮应南-妆波送式为：)* Qccs摩 +/?A 处 f & 也成 .： Qi- &J从中力堆择以已四研动型的踞个棋弟状麻力程中河以咨到冷自 时它的亦精建指

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5、相同 的安全系数，满足静力平衡关系，此时重力坝深层基础剖面的ABD和 BCD双滑面之间的合力夹角中有较高的敏感度,但是在实际使用的过 程中ABD和BCD双滑面之间经常会存在非水平方向的作用力，这就 使得ABD和BCD双滑面之间的合力夹角数值很难进行有效的控制, 但是在使用分项系数法进行分析研究的过程中,通常是从重力深层坝 结构设计的安全性出发取ABD和BCD双滑面之间的合力夹角中为0, 重力坝基本变量参数特性如表2所示。本文主要采用的是提高软弱夹层的抗剪力强度指标和下游压重 的方式进行抗滑稳定性分析，使用一次二阶距法计算重力坝深层抗滑 稳定性指标。参考混凝土重力坝设计规范中的设计标准，重力坝

6、深层基础结构承载能力的极限状态方程为：I / r 、M &河K %皿)- 十电(7)L. Fas j式中GK代表永久作用的标准值yG代表永久作用分形系数;QK 代表标准值YQ代表可变作用的分项系数aK代表几何参数标准值通 过对上式进行转换可以得到安全系数K为：祐Jm使用分项系数进行重力坝抗滑稳定性分析时，主要是从结构系数 出发,通过计算不同结构系数下重力坝的计算可靠性指标以及K法安 全系数，将结果与日标可靠性指标进行比对分析，只有当计算可靠性指 标大于日标可靠性指标时,才能证明重力坝深层基础具有较强的稳定 性以及可靠性。本文以150m重力坝结构系数计算结果如表3所示。表中日标可靠性指标为4.2

7、，结构系数为1.2，然后通过分项系数法 计算出18种剖面的计算可靠性指标以及安全系数。3计算结果分析通过以上选取的18种剖面计算结果可以得到以下结论:150m重 力坝计算可靠性指标的最低值为4.241,对应的安全系数为3.233;计算 可靠性指标的最高值为5.456，对应的安全系数为3.378。结合混凝 土重力坝设计规范中的设计标准，具体如表4所示。从上表中可以看出重力坝的等级以及破坏类型不同，抗滑稳定性 的可靠性指标的要求也各不相同。其中一类破坏主要是指水利水电工 程结构发生的非突发性破坏,二类破坏主要是指突发性破坏，此类破坏 对水利水电工程结构产生的影响较大，而判断重力坝深层基础的安全 度

8、就是计算出现滑动破坏的临近值，因此本文以二类破坏为主要参考 值。I级可靠性指标PT为4.2, II级可靠性指标町为3.7,111级可靠性 指标PT为3.2。然后从分项系数法的计算结果来看,150m重力坝的抗 滑稳定性指标能够有效地控制在4.2415.456范围内，高于1级可靠 性指标4.2，所以能够表现出较高的稳定性以及可靠性。a .：/ Jj旧溪崖姓向亏在粒;普庶世r；汁析尊/我i! W ft均tt.更如：项:也篇说呵胡nh.iftan*矗riSnoOld路0.40L3浇11、3.】漆IIL.ri0135III0.8a sti:J:志莅骁刃欺调呢用.也i=-na?UL41L20L4D31Q-

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