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

        ?

        均質(zhì)土圍堰安全穩(wěn)定計算分析

        2019-08-07 10:15:32黃春霞
        陜西水利 2019年12期
        關(guān)鍵詞:靜水壓力均質(zhì)圍堰

        黃春霞

        (江西省南昌縣象湖聯(lián)圩管理站,江西 南昌 330025)

        0 引言

        以某水利工程為例,該工程全長91.95 km。工程主要建設(shè)內(nèi)容有河道拓挖、直立擋墻加斜坡及灌注排樁,其中河道拓挖全長2.8 km,邊坡比1∶3,河底設(shè)計高程-3.0 m,底寬30 m;直立擋墻加斜坡全長2.569 km,擋墻高程0.5 m~2.6 m,斜坡高程-0.5 m~0.5 m;灌注排樁直徑1.2 m,全長31 m,墻頂高程1.9 m。對工程現(xiàn)場環(huán)境及其土質(zhì)圍堰利用ANSYS 有限元軟件與svoffice 巖土軟件構(gòu)建整體模型,對土圍堰的基底抗滑穩(wěn)定性、整體穩(wěn)定性、圍堰變形與應(yīng)力、圍堰滲流及高度演算進行分析,探討均質(zhì)土圍堰在高水位條件下的安全穩(wěn)定性。

        1 工程概況

        本標段施工截流圍堰填筑區(qū)域位于各支河、溝口處,樁號為15+800、18+270,圍堰背水側(cè)邊坡1∶4、臨水側(cè)邊坡 1∶3,地下水水位為2.0 m,防洪設(shè)計水位2.87 m,堰頂高程4.0 m,并在背水側(cè)設(shè)置寬2.5 m 的平臺。施工方法為進占法,施工機械為160 型推土機配合220 型挖掘機,根據(jù)工程地質(zhì)報告要求選擇圍堰填筑材料,圍堰斷面形式見圖1。

        圖1 土質(zhì)圍堰斷面形式

        2 計算分析

        為保證均質(zhì)土圍堰在高水位狀態(tài)下的安全穩(wěn)定性,可從如下幾方面分析體系的整體性能,即圍堰的變形、高度、整體穩(wěn)定性、基底抗滑性是否滿足規(guī)范要求,圍堰是否發(fā)生滲流破壞。采用svoffice 二維巖土軟件建模分析圍巖的整體穩(wěn)定性與滲流作用,利用ANSYS 三維有限元軟件分析圍巖基底穩(wěn)定性及其應(yīng)變、應(yīng)力狀態(tài)[1~4]。

        2.1 圍堰高度驗算

        依據(jù)堤防工程設(shè)計規(guī)范確定本研究均質(zhì)土圍堰堤頂高程[5],其計算表達式如下:

        式中:R、Y 分別代表設(shè)計波浪爬高與土圍堰高度;A、e 分別代表安全加高及設(shè)計風雍水面高度,其中A 值為0.5 m。

        若土質(zhì)圍堰斜坡率滿足條件hm/L≥0.025 且m<1.0,則波浪爬高R 的計算公式為:

        式中:KΔ,Kv,Kp,Ko分別為規(guī)范規(guī)定的計算系數(shù);hm為波浪平均高度。

        根據(jù)土石壩設(shè)計規(guī)范和堤防工程設(shè)計標準確定波浪平均高度,計算方法如下:

        式中:hm為平均波高,m;V 為計算風速,1.5×16(多年平均最大風速)=24 m/s;F 為由計算點逆風向量到對岸的距離,35 m;d為水域平均水深,4.87 m;g 為重力加速度,取9.81 m/s2。

        根據(jù)上述計算參數(shù)和基本方法確定風雍水高度為0.05 m、波浪爬高為1.25 m。然后對圍堰高度按照設(shè)計規(guī)范進行驗證,計算得到Y(jié)=1.25+0.05+0.5=1.80 m。圍堰頂最低標高為Y=2.87+1.80=4.67>3.5 m,因此按照此方法確定的圍堰高度不夠。然后對圍堰平均浪高按照圍堰導流設(shè)計導則與圍堰設(shè)計相關(guān)的規(guī)范進行驗證,Y=2.87+0.46+0.5=3.83>3.5 m,在10 年一遇浪高下圍堰頂最低標高為H=2.87+0.75+0.5=4.11>3.6 m。綜上所述,均質(zhì)土圍堰在上述兩種條件下的高程均不滿足條件要求,故均質(zhì)土圍堰高度在豐水期風浪作用下不滿足安全要求,應(yīng)制定相應(yīng)的應(yīng)急預案并采取防浪措施。

        2.2 圍堰滲流穩(wěn)定分析

        在建設(shè)項目施工期間,地下水高程為+2 m,因此在對地連墻分析過程中設(shè)定地下水初始水位為+2 m。結(jié)合地質(zhì)勘測報告和有關(guān)資料,淤泥質(zhì)土層具有較低的滲透系數(shù),因此可認為隨著短期水位的升降,淤泥質(zhì)土中的地下水位保持相同的變化趨勢,地面水在洪水期內(nèi)按照常水頭的形式作用在迎水側(cè)與地表。

        汛期洪水最高水位的持續(xù)時間較短,土圍堰浸潤線發(fā)展規(guī)律選擇為100 d 結(jié)合圍堰現(xiàn)場土工試驗報告和地質(zhì)勘測相關(guān)資料,確定淤泥質(zhì)黏土、土圍堰填土的飽和滲透系數(shù)分別為5.0×10-5cm/s、5.28×10-5cm/s。浸潤線在洪水位期間不會達到背水面,從而不能形成穩(wěn)態(tài)的滲流作用。在保證土圍堰合理護面和不出現(xiàn)土體顆粒流失的條件下,土圍堰不存在滲流破壞作用。

        2.3 圍堰整體抗滑穩(wěn)定性分析

        根據(jù)土圍堰滲透性較低的實際情況,考慮將土工布設(shè)置在圍堰迎水面,另外結(jié)合河道洪水期一般低于100 d 可不考慮滲流對圍堰的影響,因此對整體抗滑穩(wěn)定性可利用飽和抗剪總應(yīng)力來反映。

        土圍堰覆蓋層地基及堰坡的抗滑穩(wěn)定性根據(jù)堤防工程設(shè)計規(guī)范,采用剛體極限平衡單一安全系數(shù)法確定,利用簡化畢肖普法或瑞典圓弧法確定抗滑穩(wěn)定時,根據(jù)表1 中非正常運行條件Ⅰ的相關(guān)規(guī)定確定土圍堰的邊坡安全穩(wěn)定系數(shù)[6]。水位驟降期的臨水邊坡及施工期設(shè)計洪水位的臨、背水邊坡,為模型計算分析的主要內(nèi)容。

        表1 不同計算方法下的抗滑穩(wěn)定系數(shù)表

        工況1:完成均質(zhì)土圍堰施工時的地下水位高程為+20 m。工況2:選擇最高洪水位+31.50 m 作為地面上洪水位,波浪力與靜水壓力為作用于迎水面的主要荷載,擋水土工布在迎水面的抗?jié)B透性較好。波浪力垂直作用于坡面上,大小為20 kPa。一般情況下,在施工過程中臨時堆載較為常見,為提高計算結(jié)果的準確性與可靠性,在模型運算過程中假定施工堆載為10 kPa。工況3:均質(zhì)土圍堰在水位降低的情況下保持穩(wěn)定。根據(jù)文中所述計算方法和參數(shù)值,確定不同工況條件下的土圍堰最小安全系數(shù)見表2。

        表2 3 種不同工況下土圍堰最小安全系數(shù)值

        根據(jù)土圍堰在不同工況條件下的穩(wěn)定性分析結(jié)果,背水面洪水期安全系數(shù)較低,邊坡安全系數(shù)能夠達到標準規(guī)范設(shè)計要求,而在洪水迅速下降過程中的安全穩(wěn)定系數(shù)有最小值,因此施工堆載可在一定程度上提高圍堰的穩(wěn)定性。

        2.4 圍堰變形與應(yīng)力計算

        按照5 級標準分析均質(zhì)土圍堰變形與應(yīng)力狀態(tài),結(jié)合非飽和土二維滲流計算報告確定該圍堰的滲透系數(shù)較小,將土工擋水布設(shè)置在迎水面并設(shè)定洪水期在100 d 以內(nèi),在模型運算過程中不考慮滲流作用,土圍堰與地基上作用洪水靜水壓力,應(yīng)力與變形狀態(tài)利用飽和抗剪總應(yīng)力指標表征。

        計算模型采用ANSYS軟件,模型計算范圍為400 m×400 m,以地連墻中心點作為模型原點。洪水的波浪力與靜水壓力為土圍堰承受的主要荷載,根據(jù)土圍堰實際狀況和相關(guān)資料設(shè)定以下5 種工況計算圍堰變形與應(yīng)力[7]。工況1:土圍堰迎水面滿布波浪力與靜水壓力。工況2:土圍堰迎水面滿布靜水壓力,而在橫梁上布置浪波力,其他方向無作用力。工況3:迎水面滿布靜水壓力,橫梁下布置波浪力,其他方向無作用力。工況4:迎水面滿布靜水壓力,縱梁向主干流側(cè)布置波浪力,其他方向無作用力。工況5:迎水面滿布靜水壓力,縱梁向河岸側(cè)布置波浪力,其他方向無作用力。根據(jù)下述標準作為圍堰應(yīng)力與變形控制值,分別如下:

        (1)變形允許值控制參數(shù)。本研究土圍堰豎向變形控制值據(jù)《路基邊坡設(shè)計規(guī)范》確定,最大允許值小于300 mm。本研究土圍堰水平變形控制值參照《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》確定,最大允許值低于圍堰高的1%,本文中水平變形最大允許值為50 mm。依據(jù)水平與豎向變形最低值作為總變形控制標準。

        (2)應(yīng)力允許值控制參數(shù)。采用抗剪切強度值作為土體應(yīng)力控制參數(shù),從而保證土圍堰體處于安全范圍以內(nèi)。土圍堰體抗剪強度應(yīng)大于實際受到剪應(yīng)力值,抗剪強度計算公式為:

        式中:f、c、h 分別代表土體的剪應(yīng)力、粘聚力及其厚度;σ、φ 分別為土體的天然密度與內(nèi)摩擦角。

        分別對土圍堰在5 種不同工況下的變形進行計算,結(jié)果見表3。根據(jù)計算結(jié)果可知,在不同工況下土圍堰的最大變形為43.6 mm,在水平X、垂向Y 方向的最大變形分別為36.5 mm、38.3 mm,在各方向上的變形均低于50 mm,小于300 mm 的沉降量限值。

        表3 不同工況下X、Y 方向及總變形匯總表

        均質(zhì)土圍堰應(yīng)力在水平X、垂向Y 方向,在5 種不同工況下的計算結(jié)果見表4,根據(jù)表4 計算結(jié)果可知,土圍堰應(yīng)力在不同工況下均在破壞應(yīng)力范圍以內(nèi),在最不利狀態(tài)下未達到塑性破壞狀態(tài)。

        表4 最不利應(yīng)力值在不同工況下的匯總表

        2.5 均質(zhì)土圍堰基底抗滑穩(wěn)定性分析

        根據(jù)地面與圍堰之間的XY 平面剪應(yīng)力判斷土圍堰在豐水期的基底抗滑穩(wěn)定性,計算結(jié)果見表5,其中應(yīng)力方向利用正、負號反映。根據(jù)表5 可知,土圍堰基底剪應(yīng)力最大值在5 種工況下為34.2 kPa,安全系數(shù)為2.06,計算結(jié)果能夠符合標準設(shè)計要求。

        表5 土圍堰基底在5 種工況下的剪應(yīng)力最大值 單位:kPa

        3 結(jié)論

        通過利用ANSYS 有限元軟件與svoffice 巖土軟件,對某水利工程均質(zhì)土圍堰進行了一系列的建模驗算,通過加強邊坡、增加圍堰高度及應(yīng)力監(jiān)測點的計算分析,確保了高水位狀態(tài)下土圍堰的安全穩(wěn)定性,可為其他類似工程的圍堰方案設(shè)計和安全穩(wěn)定性分析提供一定參考依據(jù)。

        猜你喜歡
        靜水壓力均質(zhì)圍堰
        大型充填沙袋在圍堰中的應(yīng)用及造價分析
        高低異型刃腳鋼圍堰設(shè)計、側(cè)臥組拼技術(shù)
        水利工程施工中圍堰技術(shù)的應(yīng)用
        二次供水豎向分區(qū)技術(shù)分析
        價值工程(2018年19期)2018-08-29 11:05:58
        如何做好救生筏壓力釋放器及相關(guān)部件的連接
        中國船檢(2018年6期)2018-06-22 09:40:22
        新型鋼管樁圍堰設(shè)計與應(yīng)用
        Orlicz對偶混合均質(zhì)積分
        巖土類材料的靜水壓力效應(yīng)分析
        山西建筑(2015年23期)2015-04-05 21:06:46
        非均質(zhì)巖心調(diào)堵結(jié)合技術(shù)室內(nèi)實驗
        考慮靜水壓力的HBS輻照腫脹本構(gòu)關(guān)系開發(fā)及驗證
        白色白色视频在线观看| 男女视频网站在线观看| 日本人妖一区二区三区| 久久夜色精品亚洲天堂| 粉嫩国产av一区二区三区| 国产乱码一区二区三区爽爽爽| 久久www色情成人免费观看| 久久免费网国产AⅤ| 无码中文日韩Av| 亚洲一区二区三区国产精品 | 国产乱淫视频| 亚洲传媒av一区二区三区| 一区二区三区国产内射| 乱子伦在线观看| 首页动漫亚洲欧美日韩| av一区二区不卡久久| 亚洲婷婷久悠悠色悠在线播放 | 内射精品无码中文字幕| 三上悠亚免费一区二区在线| 亚洲中文字幕无线乱码va| 午夜福利视频一区二区二区| 国产成人精品无码片区在线观看 | 亚洲爆乳大丰满无码专区| 亚洲小少妇一区二区三区| 亚洲成a∨人片在线观看无码| 午夜三级a三级三点| 白白色发布在线播放国产| 女主播啪啪大秀免费观看| 粗大的内捧猛烈进出少妇| 国产无套内射久久久国产| 久久精品免费免费直播| 一区二区三区在线观看高清视频| 精品人妻一区二区三区久久| 巨大巨粗巨长 黑人长吊| 欧美丰满熟妇bbbbbb百度| 国产三级在线观看性色av| 久久久免费看少妇高潮| 亚洲国产精品久久久久婷婷老年 | 欧美成人久久久| 日本一区人妻蜜桃臀中文字幕| 久久午夜福利无码1000合集|