膨胀土渠坡混凝土斜墙防护的稳定及变形分析.pdfVIP

设计施工 水利规划与设计 2014年第 12期 膨胀土渠坡混凝土 斜墙防护的稳定及变形分析 耿运生 李聚兴 周玉涛 王俊奇 李闯 (1．河北省水利水 电第二勘测设计研究院 河北石家庄 050021； 2．华北电力大学可再生能源学院水利水电工程教研室 北京 102206) 【摘要】针对南水北调 中线一期工程总干渠邯邢段膨胀土渠坡的滑坡问题，对采用混凝土斜墙防护方案进行了探讨。 采用几何非线性有限元法，对膨胀土渠段某典型断面斜墙的稳定、膨胀变形进行模拟，计算分级施工、运行的3 种工况。计算结果表明，强度折减有限元法算得渠坡安全系数大于规范规定，斜墙膨胀量不致影响渠道安全。 【关键词】 膨胀土 渠道边坡 斜墙 强度折减法 南水北调中线工程 【DOI编码】 10．39690．issn．1672．2469．2014．12．008 【中图分类号】 TV672 【文献标识码】 B 【文章编号】 1672．2469(2014)12．0019．03 1 概述 如果单纯 以膨胀力来进行建筑物的加 固设计或 者防护是不合理的，当土体有了一定的膨胀量， 南水北调 中线一期工程 总干渠邯邢段总长 膨胀力就大幅降低。引江总干渠，对于分块接 172km，其中膨胀土 (岩)渠段42．Olkm。挖方 缝处产生一定的错动，对于护坡而言是容许的。 渠段41．59km，挖深 lOm之内的25．46km，挖深 基于此，作者提出了利用斜墙进行膨胀土渠坡 10～ 15m渠段 11．8km，挖深 15m 以上的4．35km。 的处理，一是利用斜墙的压重控制一部分变形， 过水断面处于强膨胀性岩土渠段 3．65km，中膨 二是容许斜墙存在一定的变形但不致破坏，三是 胀性2O．7lkm，弱膨胀性 17．65km。地下水高于 在斜墙与膨胀土基面之间设置排水垫层使裂隙 渠底的渠段21．3km，其中高于一级马道的渠段 水顺利排出。 长 12km。邯邢渠段的膨胀土 (岩)主要分布在 邯郸 (桩号 10+650～ 68+315)和邢 台 (桩号 2 基本条件和设计方案 109+798～ l23+049)的部分渠段 。 (1)初步设计阶段批复方案 膨胀土具有遇水膨胀、失水收缩、快速崩解、 南水北调 中线总干渠某渠段地层岩性上层 超 固结、多裂 隙等特性。裂隙不仅破坏膨胀土 为强膨胀壤土，下层为弱膨胀性粘土岩，渠道为 的整体性，而且为雨水的渗入提供了快速通道， 全挖方，一级马道高程基本同地面。 水分进入土体后导致土体迅速软化，大大降低了 批 复设计方案为，渠底 宽度 17．5m，迎水 土体的抗剪强度，从而诱发边坡发生失稳破坏。 面坡度 1：3．5，膨胀土表层进行粘性土换填， 对膨胀土渠段 的处理，处理原则是 以封 闭