土石坝学习教程.pptx
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1、(1)渗透变形形式管涌:无粘性土中细颗粒从孔隙通道中的连续移动或带走。流土:粘性土及均匀无粘性土,土体的同时浮动或流失,土体表面发生隆起、断裂和剥落。过渡型:在小的水力坡降下有管涌但不发展,或有流土,但限于局部土体的表面。第1页/共48页接触冲刷:渗流沿着不同土层的接触面流动时,沿层面带走细颗粒。接触流失:渗流垂直于渗透系数相差较大的两相邻土层的接触面流动时,将渗透系数较小土层中细颗粒带入渗透系数较大的另一土层。第2页/共48页第3页/共48页(2)渗透变形的形式判别粘性土:流土非粘性土:(均匀流土;非均匀管涌)(以前)以不均匀系数判别:20,管涌(目前)以细粒含量作为判别渗透变形的标准。第4
2、页/共48页(3)渗透破坏标准抗渗稳定应满足:(容许渗透坡降)容许渗透坡降可按建筑物级别,以临界坡降除以安全系数。第5页/共48页临界坡降:管涌一般按下式计算:d为流失颗粒的粒径,可取小于这个粒径的土壤颗粒占3%5%,cm;k为渗透系数,cm/s;n为土体孔隙率。流土通常采用太沙基公式,即为土粒容重;为水的容重。第6页/共48页(4)改善渗透稳定性的工程措施(减小渗透坡降、防止土体颗粒流失)1)设置水平与垂直防渗体,加长渗径以降低渗透坡降2)设置排水沟或减压井,降低坝下游渗流出口处的渗透压力3)在可能发生各种形式渗透变形的区段或层面,设置反滤层4)对可能产生流土的地段设盖重,盖重与被保护土间也
3、设反滤层第7页/共48页3.4 土石坝的稳定分析3.4.1 土石坝失稳破坏状态(1)滑坡所有土石坝均要进行坝坡或坝坡连同部分坝基的滑动情况分析。第8页/共48页二、坝坡滑动面形式1、曲线滑动面 粘性土坡中2、折线滑动面非粘性土坡中3、复合滑动面坝基软弱夹层;多种土质坝第9页/共48页(2)液化(3)塑性流动第10页/共48页3.4.2 土石坝所受作用力(1)自重 坝体内浸润线以上部分按湿容重计,以下一般按浮容重计。(2)坝面静水压力第11页/共48页(3)渗透力(体力、为渗流场中沿流线方向作用于土体的动水力)渗透力+浮容重法;渗透压力+饱和容重法;推出其替代法:工程中一般用代替方法考虑:对下游
4、水位以上和浸润线以下土体的容重,计其滑动力作用时取饱和容重;计其抗滑力作用时,取浮容重。第12页/共48页(4)孔隙(水)压力土的抗剪强度的计算:总应力法、有效应力法总应力法不单独考虑孔隙水压力的大小,可理解为总应力法使孔隙水压力对土体抗剪强度的影响笼统暗含于实际上降低了的抗剪强度指标中。第13页/共48页(5)地震荷载采用拟静力法时,沿建筑物高度作用于质点i的水平向地震惯性力代表值可统一表示为(各水工建筑物均可用下式):不同建筑物,不同。第14页/共48页表中am在设计烈度为7、8、9度时,分别取3、和2。第15页/共48页3.4.3 坝坡稳定计算工况(1)施工期(包括竣工时)的上、下游坝坡
5、稳定。主要荷载是土体自重和孔隙水压力。(2)稳定渗流期的下游坝坡稳定。(渗透力指向下游)主要荷载是自重与渗透力。(3)库水降落期的上游坝坡。(渗透力指向上游)(4)考虑地震作用时。第16页/共48页3.4.4 抗剪强度指标的选择由于土石坝坝体坝基抗剪强度不断变化(剪切试验的方法相应要变),稳定验算的工况也有多种,同一工况还有不同的计算方法(总应力法、有效应力法),在选用抗剪强度指标时,这三者应协调一致。第17页/共48页第18页/共48页第19页/共48页3.4.5 稳定分析方法第20页/共48页(1)圆弧法1)瑞典圆弧法第21页/共48页有效应力法、总应力法;考虑渗透力时容重替代法。简单条分
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