多滑动面方法在官地电站深层抗滑稳定分析中的应用.pdfVIP

2008 四川省水文地质工程地质学术交流会 学术交流(2) 多滑动面方法在官地电站深层抗滑稳定分析中的应用 彭文明 马行东 （中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 四川成都 610072 ） 摘要 官地水电站作为大型碾压混凝土重力坝工程，其深层抗滑稳定是最关注的问题之一。针对重 力坝的深层抗滑稳定，目前运用最广泛的计算方法主要是双滑面方法，但对于基岩分布复杂、 错动带较为发育的情况，双滑面稳定计算所作的主滑面和次滑面假设，容易与实际情况产生 较大偏差。针对上述问题，本文着眼于多滑动面深层抗滑稳定的求解方法探讨，建立多滑动 面稳定计算的非线性方程组，并根据方程组的特点提出迭代求解方法。通过采用本文方法对 官地电站溢流坝段基岩深层抗滑稳定性进行分析，并与常规双滑面方法以及有限元方法的计 算结果进行比较，结果表明多滑面方法具有更大的适用性，且计算成本低，可为工程设计提 供更好的依据。 关键词 极限平衡 稳定 滑动 安全系数 1、工程简介 官地水电站是雅砻江卡拉至江口河段水电规划五级开发方式的第三个梯级电站。工 程枢纽区位于四川省凉山彝族自治州西昌市与盐源县交界的打罗村境内。电站主要任务 3 是发电，水库正常蓄水位 1330.00m，水库回水长 58km，总库容 7.6 亿 m ，装机容量 2400MW 。大坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程1334.00m，最大坝高168m。 2、多滑面抗滑稳定方程 就重力坝的深层抗滑稳定分析而言，目前国内外一般均按简化的平面刚体极限平衡 [1] 方法计算，国内水利规范和电力规范均以双滑面抗滑稳定计算 作为重点，同时指出多 〔〕 2 滑面抗滑稳定计算的重要性；而美国军工师团颁布的规范 则采用多滑面稳定计算理 论。多滑面稳定计算越来越受到专家学者的关注和重视。 图1 为坝基多滑裂面抗滑稳定计算示意图，根据错动带和岩层分布，将滑裂体分为 n 块，滑裂体表面作用竖向应力σ 和水平切应力τ ，其中σ 由坝体自重产生，τ 由水推 力产生。 1 σ τ Qi-1 Ri Qi α i-1 Ni α i Ui β i fi,ci,li 图1 多滑裂面受力示意图 对于第i （i=2,3 ……,n-1）个滑块，其受力如图1 所示。其中，U ：滑块i 扬压力； i N ：岩体对第i 滑裂面垂直反作用力；R ：滑块i 自重；Q ：滑块i 和滑块i+1 之间推力； i i i ：滑块i 和滑块i+1 之间错动面倾角； ：第i 滑裂面倾角；f 、c ：第i 滑裂面抗剪