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第卷第期岩土工程学报.
越月.
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拱坝坝肩整体稳定静力动力可靠度分析
河悔大学工程慧力学系,南京,叶丢. 上.‘彳
。文摘本文以剐体极限平衡理论为基础,建立丁拱坝坝肩整体稳定静力、动力可靠度分析的数
学模型,导出了用全概率法分析其可靠度的计算公式,编写了相应的计算程序。通过对一拱坝
实例进行较详细的静力、动力抗蒲稳定可靠度计算与分析, 验证丁本方法的实用性和正确性
研制的通用程序·可对各类拱坝进行坝肩整体稳定静力、动力可靠度分析。
,墼芏夔型, 茎蛊分析。
引言
拱坝坝肩岩体的整体稳定是三维稳定分析问题,近年来它已成为坝肩岩体稳定分析的主
要方法。水利水电工程结构可靠度设计统一标准颁布以后,拱坝坝肩整体稳定可靠度
分析问题已受到水工设计、研究部门的关注。因此,研究坝肩整体稳定可靠度分析的方法,
就具有重要的现实意义。
一般来说, 当坝肩岩体为断层、节理裂隙、层面等结构面所围成的岩体有可能滑移时,
就应进行整体抗滑稳定可靠度分析。当坝址位于地震区时,还应按有关规范验算其动力可靠
度。由于岩体的成因和构造复杂、岩性多样,不同岩体其力学属性不同,而同一岩体的物理
力学参数也具有明显的分散性和不确定性。并且作用于坝肩岩体上拱端推力的计算也很复
杂,又包含诸如水压、泥沙、地震荷载等不确定性因素。所以,拱坝坝肩岩体稳定可靠度分
析是一个十分复杂而又必须研究解决的课题。
拱坝坝肩稳定可靠度分析的数学模型
. 坝肩岩体的几何表示
以图所示的五面体为例,设个结构面分别为,,和, 它们的向内法矢
量分别为, , 和,则
,: , ,
其中/,, /, :
式中,且分别为结构面的倾角、倾向。若各结构面的棱矢量分别为,,,,,它
们可用结构面的法矢量表示如下:
到穑日期:—
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岩土工程学报矩
× , × , × , × , ×
. 作用于坝肩岩体上的静荷载以及坝肩岩体的失稳形式
设, . , 分别表示作用于结构
面¨ ,,上的扬压力,用, ,
:表示拱端推力在三个坐标轴上的投影, 表
示岩体自重,则作用于坝肩岩体上合外力的
三个投影,,为

∑、


, ∑.


: ∑一Ⅳ
根据刚体极限平衡理论. 坝肩岩体失稳有下
面三种形式:①脱离周围岩体运动:②单面滑
型,
结构面均脱开:③双面滑型,即沿结构面,,
的交线滑动当沿,,,
各面均脱开。图滑移五面体
. 坝肩岩体的失稳判别式】及其失稳概率的计算
,并且
使坝肩岩体各结构面脱离周围岩体,判别条件为

· . ,⋯.
坝肩岩体沿,面滑动的运动学条件有两个,一是的方向使岩体不脱离只面,二是
岩体运动方向使,以外各面与周围岩体脱开, 即
· .≤
· ≠.
式中. 等
‘
× 一· —
式中,分别为面的凝聚力、摩擦系数和面积。
坝肩岩体同时沿,,.面