亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        振沖技術(shù)在羊坪水庫除險加固設(shè)計中的運用

        2011-10-23 03:40:46張麗芬譚乃元
        水利規(guī)劃與設(shè)計 2011年4期
        關(guān)鍵詞:壩坡樁體淤積

        張麗芬 譚乃元

        (麗江市水利水電勘察設(shè)計研究院 云南麗江 674100)

        1 前言

        羊坪水庫位于云南省麗江市永勝縣境內(nèi),總庫容為3799萬m3,于1957年動工興建,1976年完工。大壩施工期長達19年。上壩土料在高程2528~2530m以下為亞粘土,碾壓質(zhì)量尚可。以上致壩頂以亞粘土為主,兼有大量風化料上壩,碾壓質(zhì)量差。

        該水庫1997年作病險鑒定,2003年除險加固完畢。原狀壩坡上游平均坡比1∶2.9,下游平均坡比1∶2.63。工程地處高烈度地震區(qū) (地震設(shè)防烈度為9°)。原設(shè)計未作抗震設(shè)防,導(dǎo)致已建壩坡過陡。根據(jù)大壩原狀土試驗資料作原壩體穩(wěn)定復(fù)核,得知上下游壩坡均不滿足抗震設(shè)防要求。需對壩體作抗震加固設(shè)計。因地形條件限制,經(jīng)多方案比較,可行性研究及初步設(shè)計階段,上級有關(guān)部門批文:“壩軸線不移動,上游振沖加固,下游培厚放緩壩坡”為羊坪水庫大壩除險加固方案。技施設(shè)計階段經(jīng)進一步的方案比較,認為利用振沖技術(shù)加固上游壩腳長達40年的淤積層,再培厚壩坡是增加該工程上游壩坡抗滑穩(wěn)定性的最佳辦法,并報上級有關(guān)部門批準。該方案實施后,經(jīng)過近五年的運行,效果良好。庫盆淤積層中振沖置換用于水庫大壩除險加固設(shè)計在云南省是首家。本文僅就上游振沖加固設(shè)計作介紹。

        2 地質(zhì)概況

        壩址海拔高程2520m,大壩為均質(zhì)土壩,壩頂總長167m,寬7m,壩前水庫淤積層厚約13m。壩址區(qū)出露的地層主要為三迭系上統(tǒng)玄武巖中段(P2β2)致密狀、氣化狀、杏仁狀、角閃狀玄武巖。河床及兩岸分布有第四系沖積、坡積層。玄武巖層面產(chǎn)狀290~320∠50°~70°。由于受中羊坪斷裂 (F3)的影響,巖石破壞及風化程度更高。由于巖石礦物成份的不均一和熱液影響程度的不同,巖石出現(xiàn)明顯的差異性風化,其中角閃玄武巖風化程度最高。壩基砂礫石層厚約0.5~4m,砂礫層以下是全風化玄武巖厚1~6m。壩基為透水地基,除險加固設(shè)計已考慮作圍幕灌漿處理。

        水庫運行近40年,庫前淤積高程已達2533m,淤積層厚約13m。在可研和初設(shè)階段,對庫區(qū)泥沙淤積層雖作了研究,但只掌握了泥沙的淤積厚度及淤積形態(tài),而且由于當時庫水位較高,沒有對泥沙進行取樣試驗。技施設(shè)計階段,利用水庫新建輸水隧洞施工、水庫完全泄空的條件下在壩前左、右岸的淤積層中進行了取樣試驗。本次一共取了6組原狀土樣,經(jīng)試驗其物理力學(xué)性指標算術(shù)平均值為:干容重1.04t/m3,濕容重1.7t/m3,內(nèi)摩擦角9.62°,凝聚力1.18t/m2;小值平均值為:干容重0.96t/m3,濕容重1.64t/m3,內(nèi)摩擦角8.69°,凝聚力10.99t/m2。根據(jù)試驗資料淤積層為褐紅色高液限重粘土,其粉粒和粘粒含量分別為47.32%和55.7%,天然含水量W=64.19%,液限WL=51.65%、塑限 WP=25.67%,塑性指數(shù) IP=25.98、液性指數(shù)IL=1.48,表層呈流塑狀。雖然土樣取樣深度只為0.5~0.8m,但因泥沙成因、顆粒組成、沉積環(huán)境、沉積條件都相似。且隨著沉積時間的長短,泥沙固結(jié)程度也不相同,下層土的固結(jié)度要比上層土好,其物理力學(xué)指標也應(yīng)高于上層土的物理力學(xué)指標。試驗土樣主要取自上層土,設(shè)計中取用算術(shù)平均值是偏安全的。

        3 振沖加固設(shè)計機理

        3.1 振沖法加固軟土的作用機理

        振沖加固軟性土時的作用機理主要指復(fù)合地基(土體)作用,即通常講的復(fù)合地基的作用機理。

        3.1.1 碎石樁在復(fù)合地基中的工程特性

        所謂振沖置換就是利用振沖器在軟弱的粘性土地基 (土體)中成孔,再在孔內(nèi)分批填入碎石或堅硬的材料制成一根根樁體。這些樁體與原來的粘性土組成一個整體,共同承受外部荷載,這就是所謂的復(fù)合地基。復(fù)合地基比原來地基承載能力高,壓縮性小。習慣上稱這種加固技術(shù)為振沖置換法或碎石樁法。

        很顯然,復(fù)合地基中,由振沖器制成的樁體的物理力學(xué)性能直接關(guān)系到復(fù)合地基的物理力學(xué)性能。因此,探討復(fù)合地基中樁體的工程特性是研究復(fù)合地基工程特性的關(guān)鍵所在,在復(fù)合地基中樁體的主要工程特性如下。

        視樁體為柔軟體,這種情況是指被加固地基軟土層很厚,樁體打不到相對硬層,這時復(fù)合地基(土層)與相對硬層不直接接觸。此時,樁土變形基本相容。復(fù)合地基實質(zhì)上主要起著墊層的作用。墊層能將荷載引起的應(yīng)力向周圍橫向擴散,使應(yīng)力分布趨于均勻,從而可提高地基整體承載力,減少沉降量。

        視樁體類似剛性體。這種情況是指被加固地基軟土層不很厚,使復(fù)合土層與其下臥層相接觸,此時,復(fù)合土層的樁體可將荷載通過樁體直接傳至下臥層。樁體的效應(yīng)較前種明顯增大。

        在復(fù)合地基中的碎石樁之所以能成為樁體,完全是靠四周土體擠壓,嚴格地講,碎石樁是被嵌入土中的,因此,它在受力過程中必須與四周土體共同作用。故碎石樁就其本質(zhì)而言它是地基的一部分。

        碎石樁在受力過程中可以適應(yīng)較大的變形,與剛度很大的鋼筋混凝土相比,它是一種 “柔性樁”。

        碎石樁是嵌固在土體中的散粒體樁,當碎石樁頂部承受荷載后,樁體就會產(chǎn)生側(cè)向膨脹。而樁四周土體會阻止碎石樁的側(cè)向膨脹。因此,碎石樁的承載力受四周土體的制約。

        復(fù)合地其中樁體是由碎石、礦楂、礫石以及中粗砂等硬骨料制成。因此,在復(fù)合地基中由散粒體形式的樁體一般都具有較好的透水性。

        3.1.2 振沖碎石樁法在壩體抗滑穩(wěn)定中的作用機理

        通過對羊坪水庫現(xiàn)有壩體原狀土試驗成果作整理,原壩土力學(xué)指標的小值平均值為φ=24°,C=24kPa;物理性指標的平均值r濕=1.82t/m3,r飽=1.85t/m3。壩前淤積層物理力學(xué)性指標算術(shù)平均值為:干容重1.04t/m3,濕容重1.7t/m3,內(nèi)摩擦角9.62°,凝聚力1.18t/m2。采用此指標并考慮上游淤積層的有利影響,對原壩體作穩(wěn)定復(fù)核得知:當正常水位遇9°烈度地震;三分之一壩高水位遇9°烈度地震;驟降水位遇9°烈度地震。三種工況下,上游壩坡的最小穩(wěn)定安全系數(shù)均小于規(guī)范要求,壩坡有滑動的危險。

        原壩土物理力學(xué)性質(zhì)一般,粘粒含量高,滲透性能差,含水量高,承載能力較低,壩坡較陡,必將在遇地震時引起壩坡滑動。另外,當庫水位驟降時,外部水壓力消失,而內(nèi)部滲透水壓力并未降低,內(nèi)外荷載失去平衡,最易導(dǎo)致壩坡失穩(wěn)。

        羊坪水庫可研、初設(shè)階段采用振沖碎石樁,不但以強度較高的碎石體置換了部分強度較低的土體,樁土共同作用構(gòu)成復(fù)合土體,使物理力學(xué)指標有所提高,同時,碎石樁群的強透水性還可以較快有效地降低因庫水位驟降產(chǎn)生的附加孔隙水壓力,降低導(dǎo)致壩坡失穩(wěn)的滑動力,從而達到穩(wěn)定壩體的目的。羊坪水庫技設(shè)階段采用振沖碎石樁,主要是以強度較高的碎石體置換了部分強度較低的土體,樁土共同作用構(gòu)成復(fù)合土體,形成復(fù)合基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上培厚壩坡,不僅增加阻滑力,穩(wěn)固壩坡,還為培厚壩坡穩(wěn)固了基礎(chǔ),從而徹底消除壩坡不穩(wěn)的隱患。

        3.1.3 振沖碎石樁法在羊坪水庫上游壩坡抗滑穩(wěn)定中的作用

        羊坪水庫初設(shè)階段,振沖的主要作用是置換土體和降低附加孔隙水壓力。羊坪水庫技設(shè)階段,振沖的主要作用是加固基礎(chǔ)和置換土體。

        4 羊坪水庫振沖加固設(shè)計方法

        4.1 初步設(shè)計階段的設(shè)計方法

        羊坪水庫初設(shè)階段,上游庫水位較高,上游淤積層無法取樣試驗,淤積情況不明。設(shè)計的最可靠方案就是上游壩坡振沖置換法。該方案雖然最后沒有取用,但經(jīng)過可行性研究設(shè)計和初步設(shè)計兩個階段的多次反復(fù)試算,通過了省水利廳專家組的評審,積累了一定經(jīng)驗,總結(jié)出來和同行探討。

        4.1.1 結(jié)構(gòu)布置

        根據(jù)大壩原壩體穩(wěn)定分析成果,找出各種計算工況下最危險滑弧位置,滑弧底部大約三分之二的區(qū)域定為振沖區(qū)前后的范圍,反復(fù)調(diào)整計算,找出抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)不滿足要求的部位,據(jù)此按一定的坡度定出振沖邊界,從而得出壩坡最大斷面的振沖區(qū)范圍。

        對不同的壩高斷面作原壩體穩(wěn)定分析,得知,當壩底高程為2548.00m時,原壩斷面已滿足穩(wěn)定要求。壩底高程為 2550.00m以上的斷面無需振沖,據(jù)此定出平面上壩的振沖范圍。

        振沖碎石樁按正三角型布孔,樁徑1.15m,面積置換率 40%。初定樁距為 1.79m,排距為1.5m。準確樁間距由振沖試驗最后確定。

        4.1.2 振沖加固設(shè)計計算

        穩(wěn)定分析采用圓弧分析計算。在圓弧分析法中,假設(shè)滑動面呈圓弧形。在圓弧滑動面上,總剪切力記為T,總抗前切力記為S,則沿該圓弧滑動面發(fā)生滑動破壞的安全系數(shù)為K=S/T。

        取不同的圓弧滑動面,可得到不同的安全系數(shù)值,通過試算可以找到最危險的圓弧滑動面,并以此確定最小安全系數(shù)值。

        在圓弧分析法計算中,假設(shè)的圓弧滑動面往往經(jīng)過加固區(qū)和未加固區(qū)。土體的強度分區(qū)計算,加固區(qū)和未加固區(qū)采用不同的強度指標。加固區(qū)土體強度指標采用復(fù)合土體綜合強度指標。

        復(fù)合土體綜合強度指標采用面積比法計算。復(fù)合土體粘聚力Csp和內(nèi)摩擦角Фsp用下列二式表示。

        式中:Cs、Cp分別為樁間土和樁體的粘聚力;m為碎石樁置換率;ФS、ФP分別為樁間土和樁體的內(nèi)摩擦角。

        設(shè)計選用75kW振沖器,成樁直徑取1.15m,樁體碎石填料用新鮮玄武巖加工。

        (1)樁距、排距

        m=As/A ; A=I1/I2; m=40%

        計算求得I1=1.73m; I2=1.5m

        式中 ,A為一根碎石樁負擔的面積,As為一根碎石樁面積,I1為樁距,I2為排距。

        (2)振沖區(qū)物理力學(xué)指標

        振沖前原壩土干容重r干 =1.29t/m3,濕容重r濕=1.82t/m3,玄武巖填料r干 =2.0t/m3,濕容重r濕=2.15t/m3。

        經(jīng)計算振沖復(fù)合土體rsp干 =1.57t/m3,rsp濕=1.95t/m3。

        振沖前原壩土 Фs=24°,Cs=29.4kPa;碎石填料 Фp=38°,Cp值按無凝聚力材料考慮。

        計算得復(fù)合土體的力學(xué)指標為 Фsp=30.09°,Csp=17.64kPa。

        4.1.3 振沖填料要求

        振沖樁體材料需用新鮮玄武巖石料,粒徑2~10cm,要求級配良好,不宜用單級配材料。

        4.1.4 振沖效果分析

        從設(shè)計成果比較,振沖后,復(fù)合土體的物理性指標較原來增加28.8%,凝聚力C值較原來減少40%。

        相同情況下,壩體最小穩(wěn)定安全系數(shù)較原來增加17.5%至25%。振沖后的壩體最小穩(wěn)定安全系數(shù)已能滿足規(guī)范要求。

        4.2 技施設(shè)計階段的設(shè)計方法

        技施設(shè)計階段,利用水庫新建輸水隧洞施工、水庫完全泄空的枯水期在壩前左、右岸的淤積層中進行了取樣試驗。經(jīng)分析、計算、比較,認為利用振沖技術(shù)加固上游壩腳長達40年的淤積層,再培厚壩坡是增加該工程上游壩坡抗滑穩(wěn)定性的最佳辦法。該方案還得到了云南省有關(guān)部門的批準。

        4.2.1 結(jié)構(gòu)布置

        根據(jù)大壩原壩體穩(wěn)定分析成果,找出各種計算工況下最危險滑弧位置,滑弧底部壩腳區(qū)域定為振沖區(qū)前后的范圍,按不同的振沖置換率及其他振沖置換參數(shù)、不同的置換區(qū)域反復(fù)調(diào)整計算,找出抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)不滿足要求的部位,據(jù)此定出振沖邊界,從而初步得出壩腳於積層最大斷面的振沖區(qū)范圍。

        在此基礎(chǔ)上再培厚壩坡,進一步作壩體穩(wěn)定分析,以確定培厚壩坡的坡度并校核振沖復(fù)合土體的承載力,調(diào)整確定壩腳於積層最大斷面的振沖區(qū)范圍。振沖復(fù)合土體作上壩腳基礎(chǔ),不僅增加阻滑力,穩(wěn)固壩坡,還為培厚壩坡穩(wěn)固了基礎(chǔ)。

        對不同的壩高斷面作原壩體穩(wěn)定分析,得知,當壩底高程為2548.00m時,原壩斷面已滿足穩(wěn)定要求。壩底高程為2550.00m以上的斷面無需加固,不必振沖,據(jù)此定出平面上壩的振沖范圍。

        振沖碎石樁按正三角型布孔,樁徑1.15m,面積置換率 27.96%。初定樁距為 1.8m,排距為1.56m。準確樁間距由振沖試驗最后確定。

        4.2.2 振沖加固設(shè)計計算

        穩(wěn)定分析采用圓弧分析計算。在圓弧分析法中,假設(shè)滑動面呈圓弧形。在圓弧滑動面上,總剪切力記為T,總抗前切力記為S,則沿該圓弧滑動面發(fā)生滑動破壞的安全系數(shù)為K=S/T。

        取不同的圓弧滑動面,可得到不同的安全系數(shù)值,通過試算可以找到最危險的圓弧滑動面,并以此確定最小安全系數(shù)值。

        在圓弧分析法計算中,假設(shè)的圓弧滑動面往往經(jīng)過加固區(qū)和未加固區(qū)。土體的強度分區(qū)計算,加固區(qū)和未加固區(qū)采用不同的強度指標。加固區(qū)土體強度指標采用復(fù)合土體綜合強度指標。

        復(fù)合土體綜合強度指標采用面積比法計算。復(fù)合土體粘聚力Csp和內(nèi)摩擦角Фsp用下列二式表示。式中:Cs、Cp分別為樁間土和樁體的粘聚力;m為碎石樁置換率;ФS、ФP分別為樁間土和樁體的內(nèi)摩擦角 。

        設(shè)計選用75kW振沖器,成樁直徑取1m,樁體碎石填料用新鮮玄武巖加工。

        (1)樁距、排距。計算求得I1=1.8m; I2=1.56m

        式中,A為一根碎石樁負擔的面積,As為一根碎石樁面積,I1為樁距,I2為排距 。

        (2)振沖區(qū)物理力學(xué)指標。

        振沖前原淤泥濕容重r濕=1.64t/m3,飽和容重 r飽 =1.55t/m3,玄武巖填料r干 =2.0t/m3,濕容重r濕 =2.15t/m3。

        經(jīng)計算振沖復(fù)合土體rsp濕 =1.77t/m3,rsp飽 =1.70t/m3。

        振沖前原淤泥 Фs=9.62°,Cs=11.8kPa;碎石填料Фp=38°,Cp值按無凝聚力材料考慮。

        計算得復(fù)合土體的力學(xué)指標為 Фsp=18.8°,Csp=8.5kPa。

        4.2.3 振沖填料要求

        振沖樁體材料需用新鮮玄武巖石料,粒徑2~10cm,要求級配良好,不宜用單級配材料。

        4.2.4 振沖效果分析

        從設(shè)計成果比較,振沖后,復(fù)合土體的物理性指標較原來增加8%~10%,內(nèi)摩擦角增加95.43%,凝聚力C值較原來減少27.97%。

        相同情況下,壩體最小穩(wěn)定安全系數(shù)較原來增加17.5%至25%。振沖后的壩體最小穩(wěn)定安全系數(shù)已能滿足規(guī)范要求。

        羊坪水庫2003年投入使用,運行六年的檢驗,證明用振沖法加固上游壩腳淤積層,穩(wěn)定可靠。

        5 結(jié)論

        應(yīng)用振沖法加固土壩及壩腳淤積層具有如下優(yōu)點:

        (1)施工簡單,效果顯著。

        (2)振沖法施工機具十分簡單,維修方便,易于操作,這就為大量采用該法提供了極好的條件。經(jīng)振沖加固的土石壩具有較好的安全性。

        (3)振沖填料一般可就地取材。在進行了各種加固方法比較后發(fā)現(xiàn),振沖法加固的費用是較低的。

        運行多年的病險水庫,淤積層較厚,上游壩腳需要加固時,使用振沖加固法是方便有效的方法,此法在云南省永勝縣羊坪水庫除險加固工程中已得到成功運用。

        猜你喜歡
        壩坡樁體淤積
        盾構(gòu)隧道近接側(cè)穿引起橋梁樁體的變形規(guī)律*
        樁體模量和加筋體剛度對路堤穩(wěn)定性影響分析
        淤積性皮炎知多少
        地鐵車站支撐拆除對圍護結(jié)構(gòu)的影響
        妊娠期肝內(nèi)膽汁淤積癥
        肝博士(2020年5期)2021-01-18 02:50:28
        Neonatal cholestasis and hepatosplenomegaly caused by congenital dyserythropoietic anemia type 1: A case report
        砂巖壓重對病險土石壩壩坡穩(wěn)定性影響分析
        基于Kriging法的土石壩穩(wěn)定可靠度分析
        某水庫水位下降過程前后壩坡穩(wěn)定性分析
        淤積與浚疏:清朝時期福州西湖的治理史
        中国丰满熟妇av| 美女丝袜美腿玉足视频| 亚洲成av人在线观看网址| 国产香蕉尹人在线观看视频| 亚洲国产cao| 日本视频一区二区这里只有精品| 国产免费三级av在线| 高潮迭起av乳颜射后入| 特黄aa级毛片免费视频播放| 久久精品国产亚洲av调教| 久久久AV无码精品免费| 亚洲免费av第一区第二区| 亚洲桃色视频在线观看一区| 天码人妻一区二区三区| 国产美女69视频免费观看| 日韩av一区二区无卡| 亚洲精品无码不卡在线播he| 欧美成人一区二区三区| 久久夜色精品国产亚洲噜噜| 亚洲免费精品一区二区| 国产激情视频在线观看的 | 日韩肥臀人妻中文字幕一区| wwww亚洲熟妇久久久久| 精品国产福利在线观看网址2022| 一个人的视频免费播放在线观看| 国产精品女老熟女一区二区久久夜| 日本黄页网站免费观看| 婷婷色国产精品视频一区| 99伊人久久精品亚洲午夜| 亚洲av网一区二区三区| 亚洲国产精品无码久久电影| 一区二区三区岛国av毛片 | 亚洲国产精品无码久久98| 福利在线国产| 国产三级三级精品久久| 亚洲av色欲色欲www| 婷婷综合缴情亚洲| 日产乱码一区二区国产内射| 国产成年人毛片在线99| 欧美精品中文字幕亚洲专区| 久久亚洲av成人无码软件|