壩前壓重對(duì)土石壩靜動(dòng)力特性影響研究.pdf

1、土石壩在防洪和興利方面都發(fā)揮了巨大效益，我國(guó)水庫(kù)大都建在上世紀(jì)50年代末70年代初，年久失修，病險(xiǎn)水庫(kù)較多，嚴(yán)重影響水庫(kù)防洪安全和正常效益的發(fā)揮，土石壩中粘土心墻壩占很大比例，由于歷史原因，大部分砂殼回填密實(shí)度低，不能滿(mǎn)足規(guī)范要求的相對(duì)密度不小于0.8的要求，而且許多壩壩基也為砂型地基，未做基礎(chǔ)處理，其天然密實(shí)度也達(dá)不到規(guī)范要求，不能滿(mǎn)足抗震、液化的要求，對(duì)大壩安全構(gòu)成極大危害。
　　 在對(duì)砂殼及壩基砂層加固措施中大壩上游壩腳進(jìn)

2、行拋石壓重是比較有效、經(jīng)濟(jì)的辦法，為工程設(shè)計(jì)人員最為常用的工程加固措施之一，但規(guī)范及設(shè)計(jì)手冊(cè)均未規(guī)定壓重長(zhǎng)度、高度的取值，特別是存在壩基砂層的情況下，在保證工程的安全，節(jié)約投資前提下，如何確定壓重的尺寸，探明壩前壓重對(duì)土石壩的靜動(dòng)力特性影響是土石壩設(shè)計(jì)及科研工作者急切需要解決的問(wèn)題。
　　 本文首先介紹了壩前壓重加固土石壩的基本原理，選擇中小型土石壩楊莊水庫(kù)除險(xiǎn)加固實(shí)際工程作為典型代表，采用理論分析、數(shù)值分析相結(jié)合的方法探討研究

3、壩前壓重對(duì)大壩靜動(dòng)、力特性影響。計(jì)算結(jié)果表明壩前壓重可以有效提高中小型粘土心墻砂殼壩壩體抗滑穩(wěn)定性，壓重長(zhǎng)度應(yīng)在0.45～0.55倍壩高左右，壓重高度應(yīng)至少在0.19倍壩高以上，越高則安全系數(shù)越大，但不宜超過(guò)0.3倍壩高，否則造成投資過(guò)大，施工困難及資源浪費(fèi)；壩前壓重可以有效的提高壩基砂土的初始應(yīng)力，尤其是壩軸線(xiàn)距壓重體較近處應(yīng)力增加明顯，其最高可達(dá)150％，隨著離壓重體越來(lái)越遠(yuǎn)，壓重對(duì)壩基砂土應(yīng)力影響越來(lái)越小；根據(jù)有限元分析其影響范圍

4、大約為距壓重體100m左右；壓重可以有效減小壩體遭遇地震荷載時(shí)質(zhì)點(diǎn)位移、壩體應(yīng)力、主應(yīng)力振幅，有效提高壩體穩(wěn)定性。壓重之后壩體動(dòng)位移得到明顯降低，其振幅降為原來(lái)1％；且應(yīng)力曲線(xiàn)更趨平穩(wěn)，壩基和壩體節(jié)點(diǎn)時(shí)程動(dòng)力曲線(xiàn)顯示壩項(xiàng)節(jié)點(diǎn)位移振幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于了壩基的節(jié)點(diǎn)振動(dòng)范圍，驗(yàn)證了壩體在遭遇地震荷載的鞭梢效應(yīng)。
　　 本文的研究結(jié)論與楊莊水庫(kù)、牟山水庫(kù)及馬河水庫(kù)等水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中壩前壓重設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比分析，理論結(jié)論與工程實(shí)際相吻合，進(jìn)一步驗(yàn)證