土石坝沉陷量及沉陷过程分析.PDFVIP

· 184· 工程科技 土石坝沉陷量及沉陷过程分析 李丽娟 (黑龙江省农垦总局建三江分局胜利农场水务局，黑龙江 建三江 156300) 摘 要：土石坝是最普遍采用的一种坝型。不论是在全世界，还是在中国，与其他坝型相比较，土石坝都 占绝对的优势。本文主要对土 石坝沉陷量及沉陷过程进行分析 。 关键词 ：土石坝；沉陷量；沉陷过程；分析 1对土石坝沉陷变形的一般分析 资料，我们可以把竣工后第一年的沉陷速率作为参考这数值 ，说明 根据 《碾压式土石坝设计规范}(SL274—2001)规定，在分析土石 可能 “过大沉陷”，即起码说明填土质量差，抗裂抗渗性能低，往往有 坝的沉陷问题时、应当注意下列事项： 裂缝和渗漏。 1．1土石坝应进行沉陷分析，估算在土体 自重及其他外荷作用 综上所述 ，虽然还不能全面反映变形情况(还有水平位移 、土的 下，坝体和坝基竣工时的沉陷量和最终沉陷量。 抗裂强度等因素)，但若沉陷率在0．5％之内，则说明坝的碾压质量较 1．2对于 1级、2级高坝及建于复杂和软弱地基上的坝，应采用 好，其抗裂强度也不可能很低，水平位移也不会很大。若相反，则说 有限元计算坝体和坝基或其他相衔接的建筑物在土体 自重及其他 明坝的质量差，安全程度低。 外荷作用下和不同工作条件下的应力、变形。目前有限元计算结果 3土石坝沉陷过程的分析 仅仅是作为土石坝设计时的定性参考，还达不到定量控制设计的程 填土在外力作用下，需要经过一定时间后才能完成压缩过程。 度。 所以坝身和坝基的沉陷也要经过一段时问才能达到稳定，沉陷达到 1-3坝顶的预留沉降超高，应根据沉降计算、有限元应力应变分 稳定所需的时问与土料性质、排水条件有关。砂土的压缩过程较短， 析、施工期沉降观测和工程类比等综合分析确定。根据以往工程经 一般在施工结束后沉陷就达到稳定。而粘性土压缩性大，孔隙水排 验，对于土质防渗体坝，坝顶的预留沉降超高一般为坝高的1％。当 出较困难，沉陷过程相当长。土石坝在施工期和竣工初期排水固结 计算竣工后坝顶沉降量与坝高的比值大于l％时，应在分析计算结 过程很快，以后由于荷载不再增加，大部分孑L隙水已排出，沉陷将变 果的基础上，论证选择的坝料填筑标准的合理性和采取工程措施的 缓慢，但是达到沉陷终结 ，则还要相当长的时间，故沉陷过程线是一 必要性。 条斜率变化很大的曲线，曲线初期很陡，后期趋于平缓。 1．4根据沉陷计算的结果 ，应推算出坝体各部位的不均匀沉陷 如果有较长的观测资料，则可以通过数理统计分析，找出沉陷 量、不均匀沉陷梯度 ，初步判断发生裂缝的可能性。还应根据有限元 随时间变化的经验公式，绘制沉陷过程线，从而达到掌握变化规律、 应力、变形计算结果，分析坝体是否发生塑性区及其范围、拉应力区 预测今后沉陷变化过程的目的。为了得到尽可能好的拟合曲线 ，通 及其范围、变形及裂缝、防渗体的水劈裂等。在上述两种计算结果基 常是选配几种与其观测数据散点趋势相适应的曲线分别进行叫归 础上综合研究是否会发生裂缝以及应采取的抗裂措施等。按照水均 计算 ，求出几条不同的回归曲线 ，经比较，选择Rz较大或s较小的 匀沉降的状况判断发生裂缝的可能性 ，并没有成熟的判别标准 ，实 回归曲线作为最佳拟合曲线。 际工作中，除采用经验公式判别外 ，还应参考类似工程的原型观测 上面我们用人工计算的方法 ，找出了土石坝的沉陷量与时问关 结果进行对比分折。 系的定量表达式。但当资料系列较长时，要费许多人力和时间，且容 1．5在实际工程中，土石坝应力和变形的有限元计算。 易出错 ，使用计算机处理则可迅速及时，节省人力，并可用多种函数 1．6有限元的计算参数应由试验确定，并结合工程类比选用。 试算，然后选最优的拟合曲线。目前微机在土石坝渗流观测资料分 1．7