2015年一級建造師《水利水電》知識點總結(jié)（11）

　　四、應(yīng)力分析

　　強度和穩(wěn)定性是表示建筑物安全的兩個重要方面。強度問題的研究，通常包括對內(nèi)力、應(yīng)力、變形、位移和裂縫的研究。當(dāng)應(yīng)力不超過材料的強度，變形和位移不超過建筑物正常工作狀態(tài)的允許值，以及在混凝土內(nèi)不出現(xiàn)裂縫或限制裂縫在允許范圍以內(nèi)時，就認(rèn)為建筑物處于正常運行狀態(tài)。因此，應(yīng)力分析是校核強度和穩(wěn)定的前提。

　　重力壩應(yīng)力分析的方法可歸納為理論計算和模型試驗兩大類。目前常用的模型試驗方法有偏光彈性試驗、激光全＇息試驗和脆性材料試驗。對于中、小型工程，一般可只進(jìn)行理論計算，而對于十分重要的工程或在情況比較復(fù)雜時才進(jìn)行模型試驗。理論計算方法主要有材料力學(xué)法、有限單元法。材料力學(xué)方法比較常用，用于中、低壩且地質(zhì)條件較簡單時；對于高壩尤其是當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜時，除用材料力學(xué)法計算外，宜同時進(jìn)行模型試驗或采用有限單元法進(jìn)行計算。

　　設(shè)計的壩體斷面需滿足規(guī)定的應(yīng)力條件。在基本荷載組合下，重力壩壩基面的最大垂直向壓應(yīng)力應(yīng)小于壩基容許壓應(yīng)力，最小垂直壓應(yīng)力應(yīng)大于零；在地震情況下，壩基容許出現(xiàn)不大的拉應(yīng)力。對于壩體應(yīng)力，在基本荷載組合下，下游面最大主壓應(yīng)力不大于混凝土允許壓應(yīng)力；上游面的最小主壓應(yīng)力應(yīng)大于零。

　　五、滲流分析

　　導(dǎo)致大壩災(zāi)難性破壞的原因及基本模式有五種：①溢洪道的泄洪能力不足，洪水漫過原來按不過水壩設(shè)計的壩頂，溢流而下；②壩體連同部分地基沿軟弱面發(fā)生滑移破壞；③壩體因揚壓力過大而沿壩基面滑動；④壩體或壩基因管涌或流土而破壞；⑤壩的上、下邊坡發(fā)生滑移破壞。滲流在后四種模式中起著重要的作用。此外，水庫水的過量滲漏、水庫岸坡的穩(wěn)定性、水庫誘發(fā)地震等，也都與滲流的作用密切相關(guān)。

　　根據(jù)大壩的結(jié)構(gòu)特點和設(shè)計要求，進(jìn)行如下三方面的計算就可達(dá)到選取恰當(dāng)?shù)姆罎B措施和校驗建筑物在滲流作用下是否安全的目的。

　　滲流分析主要內(nèi)容有：確定滲透壓力；確定滲透坡降（或流速）；確定滲流量。

　　對土石壩，還應(yīng)確定浸潤線的位置。

　　六、沉降計算

　　土石壩設(shè)計時要確定壩體和壩基在自重作用下的沉降量與時間的關(guān)系及完工后的總沉降量。據(jù)此計算竣工后為抵消沉降而預(yù)留的壩頂超填，預(yù)測不均勻沉降量，判斷壩體產(chǎn)生裂縫的可能性和預(yù)防措施。常用分層｀總和法計算，即把壩體壩基分為若干層，根據(jù)壩體和壩基土的壓縮曲線計算時刻r各層中心所受豎向總應(yīng)力、孔隙壓力、有效應(yīng)力及相應(yīng)沉降量：將各層沉降量疊加，得到時刻J及完工后壩體和壩基的沉降量。

　　七、應(yīng)力應(yīng)變計算

　　高土石壩一般要用有限單元法計算壩體壩基及岸坡接頭在填土自重及其他荷載作用下的填土應(yīng)力應(yīng)變，以判斷是否發(fā)生剪切破壞、有無過量的變形、是否存在拉力區(qū)和裂縫、防滲土體是否發(fā)生水力劈裂，為壩體穩(wěn)定分析和與土壩連接建筑物設(shè)計提供依據(jù)。

　　八、抗震設(shè)計

　　強烈的地震往往造成極大的破壞，水庫的修建往往可以誘發(fā)地震。水庫誘發(fā)地震主要是指由于水庫蓄水后，庫水滲透到巖石中，使巖體孔隙水壓力增大，導(dǎo)致斷層面的有效應(yīng)力減小、抗剪強度降低，以致產(chǎn)生滑動。通過抗震計算使水工建筑物滿足穩(wěn)定要求和強度要求。

　　地震震級是表示地震時釋放能量大小的尺度。地震烈度是指某一地區(qū)地面和各類建筑物遭受一次地震影響的強弱程度。一次地震只有一個震級，然而隨震中距離的遠(yuǎn)近，卻可以有不同的烈度。

　　地震荷載是大壩遭受地震時所承受的荷載，包括地震慣性力、水平向地震動水壓力和地震動土壓力等，其大小與建筑物所在地區(qū)的地震烈度有關(guān)。地震荷載計算方法有動力法和擬靜力法兩種。

　　抗震設(shè)計時常用到基本烈度和設(shè)計烈度?；玖叶仁侵附ㄖ锼诘貐^(qū)在今后一定時宰內(nèi)可能遭遇的最大地震烈度。作為抗震設(shè)計中實際采用的烈度，稱為設(shè)計烈度。對于重要建筑物的設(shè)計烈度可在基本烈度的基礎(chǔ)上提高1度。

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