围堰稳定性计算
围堰稳定性计算
本计算书采用瑞典条分法进行分析计算,因为围堰顶标高37.5m ,故假定水位标高达到37.5m 的最不利情况,还假定滑动面为圆柱面及滑动土体为不变形刚体,还假定不考虑土条两侧上的作用力。
一、参数信息:
条分方法:瑞典条分法;
坝高高程36m ,坝顶宽7m ,坝坡为1:3;
填筑土料为中粉质壤土,土料指标为:φ=20.1, c=15kpa,湿重度γm =19.5kn/m³,浮重度γ' =10.5kn/m³,饱和重度γsat =20.5kn/m³。
由于围堰上无恒载,故不考虑外部荷载
二、计算原理:
根据土坡极限平衡稳定进行计算。自然界匀质土坡失去稳定,滑动面呈曲面,通常滑动面接近圆弧,可将滑裂面近似成圆弧计算。将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条,从土条中任意取出第i 条,不考虑其侧面上的作用力时,该土条上存在着:
1、土条自重,2、作用于土条弧面上的法向反力,3、作用于土条圆弧面上的切向阻力。
将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数,考虑安全储备的大小,按照《规范》要求,安全系数要满足≥1.3的要求。
示意图
水位
三、计算公式:
K=(∑W i2cosa i tg Фi +∑C i l i /b)/∑W i1sina i 式子中:
K --土坡稳定安全系数; c i --土层的粘聚力; l i --第i 条土条的圆弧长度; γ --土层的计算重度;
θi --第i 条土中线处法线与铅直线的夹角; φi --土层的内摩擦角; b i --第i 条土的宽度; h i --第i 条土的平均高度; h 1i --第i 条土水位以上的高度; h 2i --第i 条土水位以下的高度; γ' --第i 条土的平均重度的浮重度; q --第i 条土条土上的均布荷载;
四、稳定计算
根据上述原理按一定比例画出坝体横剖面图,采用列表的方法进行计算 1、按一定比例绘出坝体横剖面图。 2、确定危险滑弧圆心的范围,详图附后。
3、心o1的铅垂线作为0号土条的中线,向左右两侧量取土条,以左的编号为1,2,3,4,5;以右的编号为-1,-2,各土条的sina i 和cosa i 值填入计算表中。 4、量出个土条中心线的各种土体高度h1,h2,等公式所需条件。 5、计算各土条的重量。
计算:tan φ=tan20.1°=0.3819;弧长∑l i =πR/180×θ=3.14×36.5÷180×54=34.383m。 6、将有关数据代入公式计算,求坝坡的稳定安全系数为。
稳定分析计算表
K=(∑W i2cosa i tg Фi +∑C i l i /b)/∑W i1sina i
=1.214
由此可得K=1.214<规范要求安全系数1.3。经计算边坡为1:3的围堰不符合设计安全稳定性的要求。
个水闸工程的围堰是在河道里施工,河床是淤泥土,围堰顶部与底部都是4M ,围堰内部用粘土填充,围堰高
度自河道底部起为5M ,围堰结构是俩侧打钢管,钢管距离为1M ,钢管入河底4M ,钢管长度为5+4=9M。钢管内侧安放竹篱板,板面铺土工布,俩侧钢管用φ22钢筋对拉,对拉钢筋自河底起中距为1M ,共五道对拉钢筋, 围堰完毕后内外水位差为2M 。请问这种水中围堰的稳定性如何计算?地基稳定性如何计算?