土石壩邊坡穩(wěn)定分析與計(jì)算方法

計(jì)算方法 

  PC1500程序安排了四種計(jì)算方式,即計(jì)算一個(gè)指定的滑弧,用優(yōu)選法連續(xù)計(jì)算,用網(wǎng)格法連續(xù)計(jì)算,用混合法連續(xù)計(jì)算[2]。所謂優(yōu)選法,是先給定圓心座標(biāo)X1、Y1,滑弧深度DP和它們各自的變化步長。第一步,Y1,DP不變,X1變步長算五次,找出最小安全系數(shù)所對應(yīng)的X1;第二步,X1,DP不變,Y1變步長算五次,找出最小安全系數(shù)所對應(yīng)的Y1;第三步,X1Y1,不變,DP變步長算五次,找出最小安全系數(shù)所對應(yīng)的DP,此時(shí)一個(gè)循環(huán)完成,如精度不滿足要求,將上一循環(huán)中最小安全系數(shù)對應(yīng)的X1Y1,DP為新的初始值,繼續(xù)計(jì)算,向最小安全系數(shù)逼近,直到滿足要求。 

  所謂網(wǎng)格法,要計(jì)算若干滑弧深度,對每一滑弧度計(jì)算過程如下:以給定滑弧圓心為中心,以大步長向四周由49個(gè)點(diǎn),逐一計(jì)算,找出安全系數(shù)最小的點(diǎn),以該點(diǎn)為中心,以小步長向四周布49個(gè)點(diǎn),計(jì)算后就找出相應(yīng)該滑弧深度的最小安全系數(shù)。 

  混合法是先用網(wǎng)格法。將大步長布下的49個(gè)點(diǎn)算完后,找出安全系數(shù)最小的點(diǎn),轉(zhuǎn)入優(yōu)選法計(jì)算。混合法吸取了優(yōu)選法和網(wǎng)格法的優(yōu)點(diǎn),即:滑弧位置分布適當(dāng),優(yōu)化性強(qiáng),計(jì)算度高;程序具有劃分土條寬度的功能,可繪出斷面圖及危險(xiǎn)滑弧位置;程序能輸出原始數(shù)據(jù)、中間成果、滑弧圓心位置座標(biāo),滑弧深度及相應(yīng)的安全系數(shù)。 

  程序初始化設(shè)置 

  (1)建立坐標(biāo)系:坐標(biāo)原點(diǎn)O放在壩頂上,一般取在壩軸線與壩頂?shù)慕稽c(diǎn)處,規(guī)定X軸水平指向滑動體滑動方向?yàn)檎琘軸鉛直向下為正。 

  (2)節(jié)點(diǎn)編號:先壩面后壩內(nèi),壩坡面節(jié)點(diǎn)編號必須沿壩坡面自X坐標(biāo)值最大一點(diǎn)到最小一點(diǎn)止。所編第一點(diǎn)的Y坐標(biāo)值即壩高(程序由此值選取地震慣性力分布系數(shù)),壩坡面上第一點(diǎn)和最后一點(diǎn)的X坐標(biāo)值的絕對值必須取得足夠大,以求保證所有滑弧都能與壩坡線交上,壩內(nèi)節(jié)點(diǎn)號不受先后限制,但所有編號必須連續(xù),計(jì)算壩坡上不允許相鄰節(jié)點(diǎn)相距較大,否則要增加節(jié)點(diǎn)號。 

  (3)線條編號:任一區(qū)域均由封閉折線組成(即區(qū)域邊界),其中X坐標(biāo)最小的初始點(diǎn)和X坐標(biāo)最大的終點(diǎn)將這封閉折線分成上、下兩部分,僅對本區(qū)域上邊界線條編號,顯然,這是連續(xù)的、單值的。從第一區(qū)域起到最后一個(gè)區(qū)域,逐一對線條進(jìn)行編號。鉛直線條不必編號或?qū)⑵浞啪徍缶幪枴?nbsp;

  (4)編區(qū)域號:按土質(zhì)指標(biāo)不同劃分區(qū)域,分區(qū)編號順序?yàn)橄壬虾笙拢雀珊鬂裨偎隆^(qū)域初始點(diǎn)為本區(qū)域中X坐標(biāo)最小的節(jié)點(diǎn),區(qū)域終點(diǎn)為本區(qū)域中X坐標(biāo)最大的節(jié)點(diǎn)。區(qū)域初始線為本區(qū)域中線條編號最小的線條。壩內(nèi)的浸潤線應(yīng)是區(qū)域的邊界線。 

  (5)孔隙水壓力網(wǎng)格的繪制:結(jié)點(diǎn)成行列布置,各行必須水平,各列可傾向計(jì)算壩坡一側(cè),但要求各列平行,將第1行(編號為0)中各結(jié)點(diǎn)X坐標(biāo),第一列(編號為0)各結(jié)點(diǎn)的Y坐標(biāo),及列線與鉛直線夾角的正切值輸入,并輸入各結(jié)點(diǎn)的孔隙水壓力值,程序即內(nèi)插求出土條底部中心線處的孔隙水壓力值,供有效應(yīng)力法計(jì)算時(shí)使用[3]。 

  程序的使用技巧 

  為了更好應(yīng)用PC1500程序,應(yīng)從以下幾個(gè)步驟進(jìn)行程序操作,即:(1)擬定壩體剖面和計(jì)算壩體浸潤線;(2)確定數(shù)組中的控制變量21個(gè),主要是確定其中的循環(huán)中心,它對于整個(gè)程序的運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用,可以找到準(zhǔn)確而且最小的安全系數(shù)。(確定最危險(xiǎn)滑裂面圓心的范圍參見《土壩設(shè)計(jì)》上冊P312。);(3)將壩體節(jié)點(diǎn)編號,計(jì)算上游壩體穩(wěn)定按順時(shí)針編號,X坐標(biāo)方向在上游壩坡,Y坐標(biāo)向下,下游壩體穩(wěn)定計(jì)算按逆時(shí)針編號,X坐標(biāo)方向在下游壩坡,Y坐標(biāo)向下;(4)線條編號先Ⅰ區(qū)域再Ⅱ區(qū)域最后Ⅲ區(qū)域,計(jì)算上游壩體穩(wěn)定按順時(shí)針編,下游壩體穩(wěn)定計(jì)算按逆時(shí)針編;(5)區(qū)域編號初始點(diǎn)是X坐標(biāo)最小點(diǎn),終點(diǎn)是X坐標(biāo)最大點(diǎn),然后線條編號最小點(diǎn);(6)確定壩體和壩基的三個(gè)區(qū)域中的摩擦角,粘結(jié)力,容重;(7)將以上數(shù)據(jù)編6行數(shù)據(jù)組。運(yùn)行,調(diào)試,得出最小安全系數(shù)。 

  壩體浸潤線計(jì)算即土壩滲流計(jì)算 

  土壩滲流計(jì)算結(jié)果是計(jì)算壩體穩(wěn)定計(jì)算的前提,所以這部分也是至關(guān)重要的。幾個(gè)常見的壩體滲流計(jì)算類型為:不透水地基上均質(zhì)土壩的滲流分為有水平排水的均質(zhì)土壩、有棱體排水的均質(zhì)土壩、有表面排水(或無排水)的均質(zhì)土壩;不透水地基斜墻土壩的滲流;不透水地基上心墻土壩的滲流;透水地基上均質(zhì)土壩的滲流分為無限深透水地基上的均質(zhì)土壩,有限深透水地基上的均質(zhì)土壩;透水地基上有鋪蓋的土壩滲流分為鋪蓋斜墻土壩和鋪蓋心墻土壩;透水地基上有截水墻的土壩滲流。截水墻(截水槽,混凝土防滲墻,板樁,灌漿帷幕)。 

登錄后免費(fèi)查看全文
立即登錄
App下載
技術(shù)鄰APP
工程師必備
  • 項(xiàng)目客服
  • 培訓(xùn)客服
  • 平臺客服

TOP

3
1