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1、水坝变形观测资料的定性分析水坝变形观测资料的定性分析赵敏杰来源：（沿海企业与科技）2020年第08期摘要由坝体自重压缩引起的横向水平位移是主要的。由于自重压缩量与侧向膨胀量有一定的线性关系，所以坝体某观测点的沉陷量与横向水平位移量有近似的线性关系。纵向水平位移量一般不大，但对坝的安全不利，过大的纵向水平位移可能引起坝头的横向裂缝。关键词水坝变形；观测；定性分析作者简介赵敏杰，广西德新工程管理咨询有限公司，广西南宁，530001中图分类号TV871.4文献标识码A文章编号1007-7723202008-0089-0003一、土质堤坝水平位移观测资料的定性分析一产生横向水平位移的原因一般情况下，产
2、生横向水平位移的原因可概括为两个方面：1.坝身自重压缩引起的侧向膨胀，其作用相当于如图1所示的一个顶部自由、底部受约束的弹性体遭到竖直荷载作用下产生侧向变形的情况。由于坝底受基础的约束，侧向变形为零；而侧向变形最大通常在离坝顶1/21/3坝高处。2.承受水荷载引起的水平位移。有相当一部分坝，由于受上游坝面上水荷载的作用，坝上游面及坝基面受力后产生向上游转动的弹性挠曲，这种作用尤其在水库初次蓄水时较为明显，其作用有如悬臂梁的受力，见图2。但此种变形往往在水库水位降落后又逐步恢复原状；此后，在长期高水位下坝体受水平压力的作用，坝顶逐步产生向下游偏侧的位移。二产生纵向水平位移的原因纵向水平位移主要是
3、由于岸坡土柱高度不等而产生的不均匀沉陷所产生的。由于河谷的横断面形状通常为V形或U形，故可将坝体视为斜面上的物体，由自重产生一个平行斜面指向河谷的分力，此分力使坝体产生指向河谷的纵向位移。三水平位移的一般规律1.横向水平位移。一般情况下，坝的上游坡向上游位移，下游坝坡向下游位移。对于坝顶，由于受库水位的影响比拟强烈，相当一部分坝在蓄水初期坝顶向上游位移，随着蓄水时间的推移，坝顶逐步向下游位移。图3是埃尔因菲尼罗坝完工后最大断面坝轴线上测斜计测得心墙不同高程处水平位移的变化。图中基线0-0表示在完工后蓄水以前的位移起始位置。水库1964年6月15日蓄水，6月23日坝顶已向上游位移14cm，而心墙
4、下部1/3仍然未动，随着厍水位上升，心墙便向下游位移，最大变形发生在下部三分点处，而坝顶位移极小，直至1964年8月24日，坝顶净位移仍向上游，在库水位大致不变的情况下，心墙的挠曲也随时间的推移而增长。1966年2月，坝顶又回到原位，而心墙中部的1/3却已向下游位移达26cm之多，到1968年2月16日，坝顶已向下游位移23cm，而最大位移量在坝中点处达46cm。2.纵向水平位移。一般发生在坝两端岸坡坝段部位，岸坡愈陡，纵向位移愈大，纵向水平位移与沉陷组成的合向量指向河谷中心。图4反映了纵向位移沿高程的分布规律，施工期在填土厚度约1/2处位移量最大，完工后的水平位移在坝顶处或坝顶下1/3坝高处
5、最大，坝底为零。综上所述，水平位移的一般规律是各种作用的综合反映，其表现形式为：1横向水平位移主要发生在河谷中部坝的最大断面处，而向两岸逐步减小。2在坝的横断面上，低高程的坝坡分别向上下游位移，坝顶位移方向则视详细条件而定。3横向最大位移量施工期发生在坝的1/2坝高处，完工后发生在坝顶或坝顶下面1/3坝高处附近。4纵向水平位移主要发生在岸坡坝段，位移方向指向河心，位移量自岸坡坝段向河心逐步减小，至河谷中心为零。岸坡越陡，纵向位移越大。二、土质堤坝沉陷观测资料的定性分析一土质堤坝沉陷量的分析对土质堤坝，沉陷量的大小往往能够作为衡量填土密实性和施工质量优劣的一个主要指标。要防止土坝的裂缝，主要的措施就是设法减小不均匀沉陷，而若能减小各部位沉陷量的绝对值，则相对不均匀沉陷也能相应减小。因而，沉陷量也是衡量土坝运行安全的基本指标。分析沉陷量能够从两方面着手：一是究竟能允许有多大的累计沉陷量而不至于危及坝的安全；二是完工初期的沉陷速率应在多大的范围内。由于填土高度的不同，沉陷量的绝对值差异很大，故通常用相对沉陷率(即坝的沉陷量占坝高的百分数)来表示。