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1、水工建筑物习题课水工建筑物习题课重力坝的抗滑稳定分析重力坝的抗滑稳定分析1、沿坝基面的抗滑稳定分析、沿坝基面的抗滑稳定分析 单一安全系数法、极限状态分析法单一安全系数法、极限状态分析法（1）抗剪强度公式）抗剪强度公式 Ks=f(W-U)/P （2）抗剪断公式）抗剪断公式 Ks=f(W-U)+cA/P2、刚体极限平衡法、刚体极限平衡法（1）单斜面深层抗滑稳定计算）单斜面深层抗滑稳定计算当整个可能滑动面基本上都由软弱结构面构成当整个可能滑动面基本上都由软弱结构面构成时，宜用抗剪强度公式计算，时，宜用抗剪强度公式计算，Ks值用；值用；可能滑动面仅一部分通过软弱结构面，其余部可能滑动面仅一部分通过软弱
2、结构面，其余部分切穿岩体或混凝土，有条件提供一定抗滑力的抗分切穿岩体或混凝土，有条件提供一定抗滑力的抗力体时，应采用抗剪断公式核算，力体时，应采用抗剪断公式核算，。（2）双斜面深层抗滑稳定计算）双斜面深层抗滑稳定计算 剩余推力法剩余推力法 被动抗力法被动抗力法 等安全系数法等安全系数法3、岸坡坝段的抗滑稳定分析、岸坡坝段的抗滑稳定分析（1）抗剪强度公式）抗剪强度公式 K3=f(N-U)/S（2）抗剪断公式）抗剪断公式 K3=f(N-U)+cA/S其中其中 S=(T2+P2)重力坝的应力分析重力坝的应力分析材料力学法分析材料力学法分析1、基本假定、基本假定2、边缘应力的计算、边缘应力的计算（1）
3、水平截面上的正应力）水平截面上的正应力 yu=W/B+6 M/B2 yd=W/B-6M/B2（2）剪应力）剪应力 u=（pu-yu)n d=（yd-pd）m（3）水平正应力）水平正应力xu=pu-u*nxd=pd+d*m（4）正应力）正应力1u=（1+tan2u)yu-pu tan2u1d=(1+m2)yd-pd m23、考虑扬压力时的应力计算、考虑扬压力时的应力计算（1）求解边缘应力）求解边缘应力上游：上游：u=（pu-puu-yu)n xu=(pu-puu)-(pu-puu-yu)n2下游：下游：d=（yd+pud-pd)m xd=(pd-pud)+(yd+pud-pd)m2主应力：主应力
4、：1u=（1+n2)yu-(pu-puu)n22u=pu-puu1d=(1+m2)yd-(pu-pud)m22d=pd-pud例例1 某重力坝如下图所示，属一级建筑物，基本某重力坝如下图所示，属一级建筑物，基本组合，特殊组合，材料容重为组合，特殊组合，材料容重为24KN/m3，水的容重，水的容重为为10KN/m3，摩擦系数为，试分析该坝的抗滑稳定，摩擦系数为，试分析该坝的抗滑稳定性。（注：图中高程及尺寸单位均为米）性。（注：图中高程及尺寸单位均为米）解：（解：（1）设计水位情况（基本组合）抗滑稳定安全系数计）设计水位情况（基本组合）抗滑稳定安全系数计算：算：自重：自重：W1=24885+247
5、50.7752=63570(KN)坝底坝底的长度：的长度：ab=8+750.7=60.5(m)扬压力：扬压力：U=101060.5+10(65-10)60.52=22687.5(KN)上游水压力：上游水压力：P1=1065652=21125(KN)下游水压力：下游水压力：P2=1010102=500(KN)下游水重：下游水重：W2=10100.7102=350(KN)公式：公式：s=f.(W-U)/P（2）校核洪水位情况（特殊组合）抗滑稳定安全系数计算：）校核洪水位情况（特殊组合）抗滑稳定安全系数计算：扬压力：扬压力：U=102560.5+10(70-25)60.52=28737.5(KN)上
6、游水压力：上游水压力：P1=1070702=24500(KN)下游水压力：下游水压力：P2=1025252=3125(KN)下游水重：下游水重：W2=10250.7252=2187.5(KN)公式：公式：s=f.(W-U)/Ps=0.62(63570+2187.5-28737.5)/(24500-3125)=1.07 基本组合抗滑稳定安全系数：基本组合抗滑稳定安全系数：s.1特殊组合抗滑稳定安全系数：特殊组合抗滑稳定安全系数：s.05 均符合规范要求均符合规范要求 该坝的抗滑稳定是安全的。该坝的抗滑稳定是安全的。例例2 已知混凝土的强度等级为已知混凝土的强度等级为C10，基岩的允许压，基岩的允
7、许压应力为应力为5000ka,某重力坝剖面如图所示，上游正常某重力坝剖面如图所示，上游正常高水位为高水位为50m，相应下游水位为，相应下游水位为15m，坝顶高程为，坝顶高程为60m，上游坝坡为，下游坝坡为，坝顶宽度为，上游坝坡为，下游坝坡为，坝顶宽度为5m，在距上游坝面在距上游坝面7m处设有排水孔幕，混凝土的容重处设有排水孔幕，混凝土的容重c=24KN/m3,水的容重水的容重w=10KN/m3，渗透压力强度，渗透压力强度折减系数折减系数a=0.31(浪压力忽略不计）浪压力忽略不计）解：建基面顺水流方向总长度：解：建基面顺水流方向总长度：T=（30-10）0.2+5+（55-10）排水孔距坝底中
8、心排水孔距坝底中心O点的距离：点的距离：（1）自重）自重 分为三块：分为三块：W1=c 4（30-10）=960KN距距O点：点：W2=c 5(60-10)=6000KN距距O点：点：W3=c 1/2（55-10）0.7（55-10）=17010KN距距O点：点：20.25-4-5-1/3（55-10）（2）水重：）水重：W4=w 4（50-10）=800KN距距O点：点：W5=w 1/2（30-10）0.2 （30-10）=400KN距距O点：点：（3）水平水压力：）水平水压力：上游：上游：P=1/2w(50-10)2=8000KN距距O点高：点高：下游：下游：P=1/2w(15-10)2=125KN距距O点高：点高：（4）扬压力：）扬压力：U1=H2T 1=10 5 40.5=2025KN距距O点点0mU2=aH 7=10 0.3 35 7=735KN距距O点点距距O点点U4=1/2(H aH)71=1/2 10 35 0距距O点点坝趾处的压应力在计入扬压力时，坝趾处的压应力在计入扬压力时，=（W/B-6M/B2）（1+m2)2)2)=751.335000ka地基承载力满足要求；对混凝土地基承载力满足要求；对混凝土C10抗压强度标准值为抗压强度标准值为10MPa=10000kpa.