CN105507203A - 一种拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于大坝坝肩边坡技术领域，主要涉及到一种拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法，采用类似数学上积分的方式，将侧滑面进行拆分开来分别计算渗水压力，最后再概化合成，这样，在侧滑面形状不规则时误差较小，侧滑面形状对本方法的这种渗水压力的确定方法影响较小。另外，本发明将计算值用具体的形状进行替代，更加直观准确，使得计算结果更接近工程实际，更大限度的避免工程设计的安全风险。

Description

一种拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法

技术领域

本发明属于大坝坝肩边坡技术领域，主要涉及到一种拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法。

背景技术

拱坝坝肩边坡稳定分析计算时中，在计算上游面水推力时，传统的做法是求出侧滑面型心位置确定水头进行静水压力计算，这种算法由于在侧滑面的形状规则时误差较小，但在侧滑面形状不规则时误差较大，因此往往计算结果不够理想。

发明内容

本发明的目的是改变传统的以求出上游拉开面型心位置确定水头进行静水压力计算确定侧滑面水压力的做法，采用更加精确的计算方法，使得计算结果更接近工程实际，更大限度的避免工程设计的安全风险。

为此，本发明提供了一种拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法，包括如下步骤：

步骤1)：按照一定步长值沿一个方向剖分侧滑面，将侧滑面剖分形成层状结构；

步骤2)：根据步骤1)分层结果，每层会形成一个小面，求得小面上侧滑面上游端实际水压力，根据实际水压力求得上游端静水压力以及帷幕线处的静水压力值；

步骤3)：将上游端静水压力、帷幕线处的静水压力值以及自由水面处静水压力值连线，得到一个小面法向方向的静水压力曲线；

步骤4)：重复步骤2)和步骤3)，计算其他小面上的静水压力值，得出各个小面的静水压力曲线；

步骤5)：将步骤3)和步骤4)中的得到的多个静水压力曲线进行概化，连接成侧滑面渗压概化体，该概化体体积即为侧滑面渗压值。

所述的步骤1)中步长值为1m，沿竖直方向对侧滑面进行剖分。

所述的步骤2)中，小面上侧滑面上游端实际水压力，采用下列公式进行计算：

P＝γ·H_形

式中，P为计算点处的实际水压力；H_形为计算点处作用的水头，该值等于计算水位与计算点之间的高差；γ为水的重度。

所述的步骤3)中上游端静水压力值为一定倍数(一般可取0.9倍)的侧滑面上游端实际水压力，帷幕线处的静水压力值为一定倍数(一般可取0.4倍)的侧滑面上游端实际水压力，自由水面处静水压力值为0。

所述的步骤5)中的多个静水压力曲线采用Civil3D平台将计算结果曲线连接成侧滑面渗压概化体。

本发明的有益效果：本发明的这种拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法，将侧滑面进行拆分开来分别计算渗水压力，最后再概化合成，这样，在侧滑面形状不规则时误差较小，侧滑面形状对本方法的这种渗水压力的确定方法影响较小。另外，本发明将计算值用具体的形状进行替代，更加直观准确。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是侧滑面渗压计算结果示意图。

图2是侧滑面剖分示意图。

图3是渗水压力曲线示意图。

图4是侧滑面渗压概化体示意图。

附图标记说明：1、三维块体；2、侧滑面渗压概化体；3、侧滑面；4、小面；5、静水压力曲线。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供一种拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法，结合图1、图2、图3、图4所示，包括如下步骤：

步骤1)：按照一定步长值沿一个方向剖分侧滑面3，将侧滑面3剖分形成层状结构；

步骤2)：根据步骤1)分层结果，每层会形成一个小面4，求得小面4上侧滑面上游端实际水压力，根据实际水压力求得上游端静水压力以及帷幕线处的静水压力值；

步骤3)：将上游端静水压力、帷幕线处的静水压力值以及自由水面处静水压力值连线，得到一个小面4法向方向的静水压力曲线5；

步骤4)：重复步骤2)和步骤3)，计算其他小面4上的静水压力值，得出各个小面4的静水压力曲线5；

步骤5)：将步骤3)和步骤4)中的得到的多个静水压力曲线5进行概化，连接成侧滑面渗压概化体2，该概化体体积即为侧滑面渗压值。

本实施例的这种拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法，避开传统的侧滑面型心位置确定水头进行静水压力计算的方法，将滑动块体侧滑面分成若干个小面进行分别单个计算渗水压力，最后将所有小面上求得的渗水压力进行叠加总和，求得最终的整体侧滑面的渗水压力。传统的利用侧滑面型心位置确定水头进行静水压力计算，在侧滑面形状不规则时误差较大，往往计算结果不够理想，而本实施例的这种方法，是要将整个侧滑面进行分割计算，在侧滑面形状不规则的时候，对其影响不大，相比于传统的计算方法，本发明的这种方法计算结果更加准确。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例进行进一步详细的说明，本实施例的拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法，以一个具体的三维块体1进行说明，具体包括以下步骤：

步骤1)：如图2所示，按照1m步长值沿竖直方向对侧滑面3进行剖分，将侧滑面3剖分形成层状结构，本步骤中的具体步长值和剖分方向均可自行划分，以现场实际需要为准。

步骤2)：根据步骤1)分层结果，每层会形成一个小面4，求得小面4上侧滑面上游端实际水压力，

小面4上侧滑面上游端实际水压力，采用下列公式进行计算：

P＝γ·H_形

式中，P为计算点处的实际水压力；H_形为计算点处作用的水头，该值等于计算水位与计算点之间的高差；γ为水的重度。

步骤3)：一般情况下，距上游拉开面一定距离L处为帷幕线或排水线，此处的L值是根据具体的现场地形情况而定，一般为10m左右，但所有的拱坝坝肩工程中都要有帷幕线(排水线)，而在此处，其静水压力是会产生巨大改变的。

步骤2)中求得上游端实际水压力值后，上游端静水压力值为一定倍数(一般可取0.9倍)的侧滑面上游端实际水压力，帷幕线处的静水压力值为一定倍数(一般可取0.4倍)的侧滑面上游端实际水压力，自由水面处静水压力值为0。

将上游端静水压力、帷幕线处的静水压力值以及自由水面处静水压力值连线，得到一个如图3所示的小面4法向方向的静水压力曲线5。

步骤4)：重复步骤2)和步骤3)，计算其他小面4上的静水压力值，得出各个小面4的静水压力曲线5，最终将所有剖分的小面的静水压力曲线5都求出来。

步骤5)：将步骤3)和步骤4)中的得到的多个静水压力曲线5采用Civil3D平台将计算结果曲线进行概化，连接成侧滑面渗压概化体2，如图4所示，该概化体体积即为侧滑面渗压值。

综上所述，本发明的这种拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法，采用类似数学上积分的方式，对侧滑面进行剖分计算后最终再求和，避免了传统方法在侧滑面形状不规则时误差较大，往往计算结果不够理想的问题，使得侧滑面渗水压力的计算结果更加准确，而且上述方法，可以完全利用计算机进行显示实现，将所有数据转化为具有形状大小的面积体积，更加直观形象。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1)：按照一定步长值沿一个方向剖分侧滑面(3)，将侧滑面(3)剖分形成层状结构；

步骤2)：根据步骤1)分层结果，每层会形成一个小面(4)，求得小面(4)上侧滑面上游端实际水压力，根据实际水压力求得上游端静水压力以及帷幕线处的静水压力值；

步骤3)：将上游端静水压力、帷幕线处的静水压力值以及自由水面处静水压力值连线，得到一个小面(4)法向方向的静水压力曲线(5)；

步骤4)：重复步骤2)和步骤3)，计算其他小面(4)上的静水压力值，得出各个小面(4)的静水压力曲线(5)；

步骤5)：将步骤3)和步骤4)中的得到的多个静水压力曲线(5)进行概化，连接成侧滑面渗压概化体(2)，该概化体体积即为侧滑面渗压值。

2.如权利要求1所述的拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法，其特征在于：所述的步骤1)中步长值为1m，沿竖直方向对侧滑面(3)进行剖分。

3.如权利要求1所述的拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法，其特征在于：所述的步骤2)中，小面(4)上侧滑面上游端实际水压力，采用下列公式进行计算：

P＝γ·H_形

式中，P为计算点处的实际水压力；H_形为计算点处作用的水头，该值等于计算水位与计算点之间的高差；γ为水的重度。

4.如权利要求3所述的拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法，其特征在于：所述的步骤3)中上游端静水压力值为一定倍数的侧滑面上游端实际水压力，一般取0.9倍；帷幕线处的静水压力值为一定倍数的侧滑面上游端实际水压力，一般取0.4倍；自由水面处静水压力值为0。

5.如权利要求1所述的拱坝坝肩滑动块体侧滑面渗水压力的确定方法，其特征在于：所述的步骤5)中的多个静水压力曲线(5)采用Civil3D平台将计算结果曲线连接成侧滑面渗压概化体(2)。