1、4-3 稳定与强度【一点说明】(1)稳定与强度是水工建筑物的两个重要方面,还有耐久性、使用年限等。(2)水工建筑物的稳定与强度设计,一般是根据建筑物具体条件,在一定简化、假定基础上进行,许多带有半经验半理论性质(特别是稳定计算),安全系数的选取必须与计算方法、参数选择相匹配。(3)现有的应力分析方法仍多以材料力学传统方法为主,其他方法作为辅助。有限元等方法的成果可能更逼近实际,但判定指标的制订更难一步到位。对于高坝(特别是高土石坝)和地质条件复杂的工程,更应注意多种方法的综合应用。(4)建筑物应力问题需要重视,稳定问题更不可小视。稳定几乎没有调整的余地,维持建筑物稳定的材料力学参数,往往会随着
2、时间的推移、条件的变化、变位的发生而恶化。4-3 稳定与强度【一点说明】(5)稳定包括抗滑(建基面及浅、深层)、抗倾、抗浮稳定、渗透稳定等。岩基上的重力坝,以自身重力维持稳定,按无拉应力设计(施工期及地震情况允许产生不大的拉应力,空洞等局部拉应力区采用配置钢筋解决),一般不存在抗浮问题,也不校核抗倾稳定,但要进行抗滑稳定复核。拱坝允许坝体出现拉应力,坝肩稳定问题比较突出,且比较复杂。坝肩稳定的允许安全系数,相对讲要高于同级别的重力坝坝基。拱坝还应校核坝体的施工期抗倾覆稳定。4-3 稳定与强度【一点说明】软基上的水闸,存在地基变形问题,要控制地基变形量,控制地基应力和最大最小应力比,要校核抗滑稳
3、定,对于部分工况要校核抗浮稳定。泵站及厂房、消力池、护坦及空箱结构,抗浮稳定问题相对比较突出。土石坝、土堤为散离体结构,要校核边坡的滑动稳定,要注意空隙水压力影响。土石坝材料的非线性性能突出,考虑材料的非线性计算时,允许安全系数参考规范规定值确定(适当提高)。岩基上的挡土墙,虽不允许基础面产生拉应力(施工地震工况除外),仍应校核自身的抗倾稳定。水工建筑物的渗透稳定问题一般均存在,视情况区别对待。4-3-1 泵站设计规范 GB 50265-2010a)6.3.5 泵房沿基础底面抗滑稳定安全系数的允许值应按表6.3.5采用。b)6.3.7 泵房抗浮稳定安全系数的允许值,不分泵站级别和地基类别,基本
4、荷载组合下不应小于1.10,特殊荷载组合下不应小于1.05。摘编说明对于土基和岩基上的泵房,条文中都并列提出了抗剪断和抗剪两种计算公式,可由设计者根据具体情况选用:1)对于土基,两种计算方法对应的允许安全系数值是一样的。因为当计算指标值f与和0、C值取用合理时按两公式计算的结果大体相当。2)岩基抗剪断公式中f和c值,特别是c值,影响因素较多。当按抗剪断方法计算安全系数时,安全系数则与建筑物级别无关。3)泵房单向挡水的水头一般较小,其水下部分结构尺寸往往由机电设备布置需要较大,除特殊情况外,泵房整体抗滑稳定往往不是控制因素。4)泵房抗浮稳定一般受检修工况和校核洪水运行工况控制,规范规定以控制泵房
5、不发生浮起为原则,无需按建筑物的级别和地基类别区分抗浮稳定安全系数(但区分荷载组合)。4-3-2蓄滞洪区设计规范GB50773-2012a)3.2.10 蓄滞洪区安全台台坡的抗滑稳定安全系数,应不小于表3.2.10的规定。摘编说明安全台是建筑在蓄滞洪区或沿堤地带高于设计洪水位的土台,为临时性的避洪场所,可按照4级堤防抗滑稳定安全系数控制。1)规范规定的安全系数标准,是按采用瑞典圆弧法计算确定的。填筑材料的抗剪强度指标、计算方法和安全系数三者是否相互配套。2)安全台的抗滑稳定考虑正常运用条件和非常运用条件两种工况,正常运用条件即为设计洪水工况,非常运用条件包括地震和施工期工况。4-3-3小型水利
6、水电工程碾压式土石坝设计规范SL189-2013a) 8.2.3 对于圆弧滑动法,可采用瑞典圆弧法或简化毕肖普法计算,坝坡抗滑稳定安全系数应不小于表8.2.3的规定。摘编说明在全国水库垮坝事故中,小型土石坝占绝大多数,主要为漫坝和质量问题。为规范小型水利水电工程碾压式土石坝的设计,制定了小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则SL18996。2013年按照水利部统一安排,对该导则进行了全面修订和补充,将“导则”改为“规范”。 该规范适用于4、5级且坝高小于30的碾压式土石坝的设计。摘编说明(1)原导则推荐采用不计土条间作用力的瑞典圆弧法,计算相对简单,已积累了丰富的经验,但该方法在理论上有缺陷。随
7、着计算机技术的发展和普及,修订增加了计入土条间作用力的简化毕肖普法,更为严谨。(2)本次修订增加了“校核洪水位有可能形成稳定渗流的情况”。(3)本次修订将“正常运用条件遇地震”列为非常运用条件2,与原导则相比最小安全系数有所降低。检查要点和方法(1) 计算工况是否包含表3中的几种工况。每种计算工况的安全系数不得小于规定的数值。(2) 坝的静力稳定计算,对于均质坝、心墙坝和厚斜墙坝可按刚体极限平衡理论采用圆弧法;对于薄斜墙坝、薄心墙坝、坝基有软土夹层的坝体可采用滑楔法。(3) 坝坡稳定计算分为有效应力法和总应力法。有效应力法的抗剪强度指标采用排水剪试验成果,最好用三轴仪测定,如无三轴仪,也可用直
8、剪仪测定。4-3-4水工混凝土结构设计规范SL191-2008a) 3.1.9 未经技术鉴定或设计许可,不应改变结构的用途和使用环境。b) 3.2.2 承载能力极限状态计算时,结构构件计算截面上的荷载效应组合设计值应按3.2.3-13式计算c) 3.2.4 承载能力极限状态计算时,结构构件的承载力安全系数K不应小于表3.2.4的规定。摘编说明SL191-2008 采用多系数分析基础上以安全系数表达方式进行设计。不再出现“分项系数设计表达式”、“结构重要性系数”、“设计状况系数”、“材料性能分项系数”、“作用(荷载)分项系数”、“结构系数”、“作用(荷载)设计值”等。1)永久荷载分为两类,一类是
9、变异性很小的自重、设备重等;另一类为变异性稍大的土压力、围岩压力等。可变荷载也分为两类,一类是一般可变荷载;另一类是可严格控制其不超出规定限值的可变荷载,如制造厂家铭牌额定值设计的吊车轮压,以满槽水位设计时的水压力等。2)承载力安全系数K,由SL/T191-96中3个系数(结构系数,结构重要性系数,设计状况系数)合并而成,因此当荷载效应由永久荷载控制时,表3.2.4所列安全系数应增大0.05。3)基本组合时,永久荷载分对结构有利或不利两种情况分别考虑(相当于荷载系数不同)。检查要点和方法1)基本组合时,永久荷载分对结构有利或不利两种情况分别考虑。2)可变荷载也分为两类,一类是一般可变荷载,另一
10、类是可严格控制其不超出规定限值的可变荷载,也称可控可变荷载,其组合时系数不一样。3)当荷载效应由永久荷载控制时,表3.2.4所列承载力安全系数K应增大0.05(允许安全系数提高5%。永久荷载的分项系数相对于可变荷载要小)。4-3-4水工混凝土结构设计规范SL191-2008d) 4.1.4 混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值fck、ftk应按表4.1.4确定。e) 4.1.5 混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度设计值fc、ft应按表4.1.5确定。f) 4.2.2 钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。普通钢筋的强度标准值 应按表4.2.2-1采用;预应力钢筋的强度标准值 应按表4.2.2-2
11、采用。g) 4.2.3 普通钢筋的抗拉强度设计值fy及抗压强度设计值fy应按表4.2.3-1采用;预应力钢筋的抗拉强度设计值fpy及抗压强度设计值fpy应按表4.2.3-2采用。4-3-4水工混凝土结构设计规范SL191-2008h) 5.1.1 素混凝土不得用于受拉构件。i) 9.2.1 纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度(从钢筋外边缘算起)不应小于钢筋直径及表9.2.1所列的数值,同时也不应小于粗骨料最大粒径的1.25倍。j) 9.3.2 当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时,受拉钢筋伸入支座的锚固长度不应小于表9.3.2中规定的数值。纵向受压钢筋的锚固长度不应小于表9.3.2所列数值的0.7倍。
12、4-3-4水工混凝土结构设计规范SL191-2008k) 9.5.1 钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋的配筋率不应小于表9.5.1规定的数值。l) 9.6.6 预制构件的吊环必须采用HPB235级钢筋制作,严禁采用冷加工钢筋。m) 9.6.7 预埋件的锚筋应采用HPB235级、HRB335级或HRB400级钢筋,严禁采用冷加工钢筋。锚筋采用光面钢筋时,端部应加弯钩。检查要点和方法水工混凝土结构设计时,构造要求应注意以下几点:1)素混凝土不得用于受拉构件。2)纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度,从钢筋外边缘算起,主要检查内容:环境条件;钢筋直径;粗骨料最大粒径;混凝土强度等级以及抗冲耐磨要求等。3)钢筋
13、的最小锚固长度主要检查内容:钢筋类型、直径和受力特征;混凝土强度等级。4)纵向受力钢筋的最小配筋率检查内容:钢筋类型;构件受力特征;配筋率的计算等。5)吊环和预埋件严禁采用冷加工钢筋。 4-3-5 溢洪道设计规范SL2532000a) 4.3.11 堰(闸)沿基底面的抗滑稳定安全系数不得小于表4.3.11规定值:抗滑稳定安全系数K值表4.3.11荷载组合基本组合(1)(2)按抗剪断强度公式计算的安全系数 K3.02.52.3特殊组合注 地震情况为特殊情况(2), 其它情况的特殊组合为特殊组合(1)。SL 253-2000第4.7.7条规定:4.7.7 当按公式(4.3.10)计算边墙抗滑稳定安
14、全系数K时,K值应不小于表4.3.11规定值;当按公式(4.7.6)计算边墙抗滑稳定安全系数Kc时,Kc值应不小于表4.7.7规定值.边墙抗滑稳定安全系数Kc值表4.7.7按抗剪强度公式计算的安全系数 Kc荷载组合建筑物级别123基本组合1.101.051.001.051.001.001.001.001.00(1)(2)特殊组合表格如下注 地震情况为特殊情况(2), 其它情况的特殊组合为特殊组合(1)。SL 253-2000第4.7.11条对边墙抗倾覆稳定提出了要求:对于合力偏心距大于等于1/4基底宽的边墙,应核算其抗倾覆稳定。对于计入地震的特殊荷载组合K 1.3,其余各种荷载组合K 1.5。
15、00摘编说明1)溢洪道堰(闸)和边墙抗滑稳定安全系数和计算工况、计算公式等均与混凝土重力坝一致。2)经验表明,边墙抗倾覆稳定, 当基底面的合力偏心距e0B/4(B为基底宽)时,重力式挡土墙的抗滑稳定安全系数有可能小于1.5,因此,当溢洪道边墙e0B/4时,需校核抗倾稳定。 4-3-6 水闸SL 265-2001第7.3.2条规定:土基上的闸室稳定计算应满足下列要求:1 在各种计算情况下, 闸室平均基底应力不大于地基允许承载力,最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍;2 闸室基底压力的最大值与最小值之比不大于本规范7.3.5条规定的允许值;3 沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数不小于本规范7.3
16、.13条规定的允许值。SL265-2001第7.3.5条规定:土基上闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值,见表7.3.5。土基上闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值表7.3.5地基土质松软荷载组合荷载组合地基土质坚实基本组合 特殊组合基本组合 特殊组合1 .502 .002 .502 .503 .00中等坚实 2 .00SL 265-2001第7.3.13条规定:土基上沿闸室基底抗滑稳定安全系数的允许值,见表7.3.13。土基上沿闸室基底面抗滑稳定安全系数的允许值表7.3.13水闸级别荷载组合基本组合1234、51.201.051.001.351.201.101.301.151.051.2
17、51.101.05特殊组合注:1.特殊组合适用于施工情况、检修情况及校核洪水位情况;2.特殊组合适用于地震情况。摘编说明(1) 土基上的闸室稳定计算,包括两方面:一是地基承载能力的计算,要求在各种计算情况下地基不致发生剪切破坏而失去稳定;另一是闸室抗倾覆和抗滑稳定的计算,要求在各种计算情况下闸室不致发生倾覆或过大的沉降差,且不致发生沿地基表面的水平滑动。(2) 闸室基底应力最大值与最小值之比允许值,决定于地基土质的松软或坚实程度,此外,荷载组合的不同类别而有所区别。检查要点和方法1)在要求闸室平均基底应力不大于地基容许承载力的同时,还要求最大基底应力不大于地基容许承载力的1.2倍。2)对特别重
18、要或位于地震区的水闸,闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值可在表7.3.5的基础上适当调整。3)表7.3.13安全系数的允许值与采用的计算公式、计算参数要配套使用。SL 265-2001第7.3.3条规定:岩基上的闸室稳定计算应满足下列要求:1 在各种计算情况下,闸室最大基底应力不大于地基允许承载力;2 在非地震情况下,闸室基底不出现拉应力;在地震情况下,闸室基底拉应力不大于100kPa;3 沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数不小于本规范7.3.14条规定的允许值。要求岩基上闸室最大基底应力不大于地基容许承载力,及基底应力的最大值与最小值之比不受限制。SL 265-2001第7.3.14条规定:
19、岩基上沿闸室基底面抗滑稳定安全系数的允许值,见表7.3.14。岩基上沿闸室基底面抗滑稳定安全系数的允许值表7.3.14按公式(7.3.6-1)计算时按公式(7.3.8)计算时荷载组合基本组合水闸级别12、31.081.031.004、51.051.001.101.053.002.502.30特殊组合注:1.特殊组合适用于施工情况、检修情况及校核洪水位情况;2.特殊组合适用于地震情况。SL 265-2001第7.4.2条规定:土基上的岸墙、翼墙稳定计算应满足下列要求:1 在各种计算条件下,岸墙、翼墙平均基底应力不大于地震允许承载力,最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍;2 岸墙、翼墙基底应
20、力的最大值与最小值之比不大于本规范7.3.5条规定的允许值;3 沿岸墙、翼墙基底面的抗滑稳定安全系数不小于本规范7.3.13条规定的允许值。SL 265-2001第7.4.3条规定:岩基上的岸墙、翼墙稳定计算应满足下列要求:1 在各种计算情况下,岸墙、翼墙最大基底应力不大于地基允许承载力;2 翼墙抗覆稳定安全系数不小于本规范7.4.8条规定的允许值;3 沿岸墙、翼墙基底面的抗滑稳定安全系数不小于本规范7.3.14条规定的允许值。SL 265-2001第7.4.8条规定:不论水闸级别,在基本荷载组合条件下,岩基上翼墙的抗倾覆安全系数不应小于1.50;在特殊荷载组合条件下,岩基上翼墙的抗倾覆安全系
21、数不应小于1.30。检查要点和方法1)当基底面的抗滑稳定安全系数计算值小于允许值时,可采用下列一种或几种抗滑措施:()适当增加底板宽度;()在基底增设凸榫;()在墙后增设阻滑板或锚杆;()墙后填摩擦角较大的填料,并增设排水;()在不影响水闸正常运用的条件下,适当限制墙后的填土高度,或在墙后采用其它减载措施。2)在基底应力、抗滑稳定方面,沿岸墙、翼墙基底面的控制标准与闸底面标准是一样的。新型水闸实例新型水闸实例新型水闸实例 4-3-7水电站厂房设计规范SL266-2014a)5.3.5 厂房抗浮稳定应符合下列规定:1 任何情况下,抗浮稳定安全系数不应小于1.1。检查要点和方法 厂房抗浮稳定性可选
22、择特殊组合中的机组检修、机组未安装、非常运行三种情况中最不利的情况进行计算,厂房抗浮稳定安全系数不得小于1.1。 4-3-8 碾压式土石坝SL 274-2001第8.3.10条规定:采用计及条块间作用力的计算方法时,坝坡抗滑稳定的安全系数,应不小于表8.3.10规定的数值。坝坡抗滑稳定最小安全系数工程等级表8.3.10运用条件1234、5正常运用条件 1.50 1.35 1.30 1.25非常运用条件 1.30 1.25 1.20 1.15非常运用条件 1.20 1.15 1.15 1.10SL 274-2001第8.3.11、8.3.12条规定:8.3.11 采用不计条块间作用力的瑞典圆弧法
23、计算坝坡抗滑稳定安全系数时,对1级坝正常运用条件最小安全系数应不小于1.30,其他情况应比本规范表8.3.10规定的数值减小8%。8.3.12 采用滑楔法进行稳定计算时,若假定滑楔之间作用力平行于坡面和滑底斜面的平均坡度,安全系数应符合本规范表8.3.10的规定;若假定滑楔之间作用力为水平方向,安全系数应符合本规范8.3.11的规定。检查要点和方法(1)碾压式土石坝的抗滑稳定标准是半经验性的,坝料的抗剪强度指标、计算方法和最小安全系数标准三者是相互配套的。(2)从材料的力学特性而言,无论是细颗粒土料还是粗颗粒的堆石料和砂砾石料,内摩擦角随法向应力增加而减小,呈现明显的非线性现象,即抗剪强度是小
24、主应力的函数。采用非线性抗剪强度指标计算土石坝的抗滑稳定有一定的合理性。(3)根据规范编制统计,计条块作用力的方法比瑞典圆弧法的安全系数大约高7.00%,规范将不计条块作用的瑞典圆弧法允许安全系数进行了降低,使采用计及条块间作用力的方法计算的稳定安全系数与采用瑞典圆弧法的安全度一致( 这样计及条块间作用力方法增加幅度为8.0%10.0%)。 4-3-9 混凝土拱坝设计规范SL 282-2003a) 6.3.1 用拱梁分载法计算时,坝体的主压应力和主拉应力,应符合以下应力控制指标的规定:1 容许压应力。混凝土的容许压应力等于混凝土的极限抗压强度除以安全系数。对于基本荷载组合,1、2级拱坝的安全系
25、数采用4.0,3级拱坝的安全系数采用3.5;对于非地震情况特殊荷载组合,1、2级拱坝的安全系数采用3.5,3级拱坝的安全系数采用3.0。2 容许拉应力。在保持拱座稳定的条件下,通过调整坝的体形来减小坝体拉应力的作用范围和数值。对于基本荷载组合,拉应力不得大于1.2MPa;对于非地震情况特殊荷载组合,拉应力不得大于1.5MPa。注:1.混凝土极限抗压强度,指90d龄期15cm立方体的强度,保证率为80%;2.坝体局部结构的设计和计算,应符合SL/T191-96水工混凝土结构设计规范的规定。摘编说明拱坝应力控制指标是衡量拱坝强度安全的标准,应力分析多采用拱梁分载法计算。对于1、2级工程或比较复杂的
26、拱坝,如有拱坝内设有大的孔洞、基础条件复杂等情况,应进行有限元法计算。为使坝的基岩能安全地承受坝体传来的力,并且不发生滑动和有害的变形,除应使处理后的基岩满足强度、整体性等要求以外,还应考虑抗渗性以防止渗透变形及使基岩中的渗流场有利于减小渗透压力与降低两岸地下水。鉴于各工程所在地基础条件复杂多变,基础处理需要因地制宜,不可拘于一格。SL 282-2003第6.3.2条规定:用有限元法计算时,应补充计算“有限元等效应力”。按“有限元等效应力”求得的坝体主拉应力和主压应力,应符合下列应力控制指标的规定:1 容许压应力。按本规范6.3.1的规定执行.2 容许拉应力。对于基本荷载组合,拉应力不得大于1
27、.5MP;对于非地震情况特殊荷载组合,拉应力不得大于2.0MPa。超过上述指标时,应调整坝的体形减少坝体拉应力的作用范围和数值。有限元法计算的应力指标处理方法:(1)根据有限元法计算所得的拉应力值进行控制。有限元在角缘附近往往引起应力集中,可采用等“效应力”进行控制:对有限元法分析所得的坝体应力进行面积分求出截面内力,再用材料力学法求出截面应力,转化为有限元等效应力,消除局部应力影响。(2)根据拉应力范围进行控制。(3)根据开裂范围进行控制。检查要点和方法1)为了保证拱坝的强度安全,原则上对超过拉应力控制指标的拱坝,应通过拱坝体形的调整来减少拉应力的作用范围和拉应力的数值,直至满足规范要求。2
28、)对于200m以上的高拱坝,其容许拉应力和容许压应力可不受本规范6.3.1条和6.3.2条规定的限制,应作专门研究。SL 282-2003第6.3.3条规定:c) 6.3.3 拱坝应力分析除研究运行期外,还应验算施工期的坝体应力和抗倾覆稳定性。在坝体横缝灌浆以前,按单独坝段分别进行验算时,坝体最大拉应力不得大于0.5MPa,并要求在坝体自重单独作用下,合力作用点落在坝体厚度中间的2/3范围内。坝体横缝灌浆前遭遇施工洪水时,坝体抗倾覆稳定安全系数不得小于1.2。SL 282-2003第7.2.7条规定:d) 7.2.7 按公式(7.2.6-1)或公式(7.2.6-2)计算时,相应安全系数应符合表
29、7.2.7的规定.抗滑稳定安全系数表7.2.7建筑物的级别荷载组合按公式 基本123.252.75-33.503.002.501.301.10(7.2.6-1 )特殊(非地震) 3.00基本特殊(非地震) -按公式-(7.2.6-2 )-说明如下摘编说明1)在坝体横缝灌浆前,除验算坝体应力外,还必须验算各单独坝段的抗倾覆稳定性,即要求任意一计算截面上的合力作用点必须落在坝体范围内,并保留一定安全裕度。2)上表适用于大、中型工程中岩基上的1级、2级、3级拱坝,4级、5级混凝土拱坝可参照使用。对于坝高超过200m或有特殊问题的工程,应进行专门研究。3) 因拱座失稳造成拱坝失事的工程约占60%,加之
30、拱座稳定问题的复杂性,拱坝抗滑安全系数与混凝土重力坝相比要求要高。4)拱坝沿坝基面的抗滑稳定一直是一个有争议又无法排除的问题比较难的,2003版规范修订时对该问题作了淡化处理,但不等于不存在。检查要点和方法1)采用刚体极限平衡法进行抗滑稳定分析时,对1级、2级工程及高坝,应采用抗剪断公式计算,其他则可按抗剪公式计算。在选择拱坝坝址和坝轴线时,要特别慎重,注意坝基和两坝肩是否有影响稳定的软弱地层或结构面。2)表7.2.7中所列的安全系数应与抗剪强度参数的取值和工程经验相协调。3) 拱坝应力分析除研究运行期外,还应验算施工期的坝体应力和抗倾覆稳定性。 4-3-10 水利水电工程进水口设计规范SL2
31、852003a) 3.2.3建筑物整体稳定安全标准。整体布置进水口的整体稳定安全标准应与大坝、河床式水电站和拦河闸等枢纽工程主体建筑物相同。对于独立布置进水口,当建基面为岩石地基时,沿建基面整体稳定安全标准应根据其建筑物等级及荷载组合按表3.2.3规定采用;当建基面为土质地基时,应按水闸设计规范SL265-2001有关规定采用。表格如下独立布置进水口整体稳定安全标准表3.2.3抗滑稳定安全系数抗倾覆稳定安 抗浮稳定安全全系数 系数建筑物级别抗剪断公式 抗剪公式基本 特殊 基本 特殊 基本 特殊 基本 特殊组合 组合 组合 组合 组合 组合 组合 组合1、2 3.0 2 .5 1.1 1 .05
32、 1 .35 1.2 1 .10 1 .053、4、5 3.0 2 .5 1 .05 1 .00 1.3 1 .15 1 .10 1 .05注:本表适用于建基面为岩石地基情况。SL 285-2003第3.2.4条规定:b) 3.2.4 建基面应力标准。整体布置进水口建基面应力标准应与大坝、河床式水电站和拦河闸等枢纽工程主体建筑物相同。对于独立布置进水口,当建基面为岩石地基时,建基面允许应力标准应按表3.2.4规定采用;当建基面为土质地基时,地基容许承载力应按SL 265-2001中有关地基整体稳定的规定采用。格如下摘编说明1)整体布置进水口一旦出现事故,不仅影响工程效益,还将影响主体建筑物安全
33、,可能造成下游灾害,因此,建筑物整体稳定安全标准应与所在的主体建筑物相同。2)对于岩质地基上独立布置进水口(堤防涵闸式进水口除外),一旦出现事故,一般不会造成下游灾害,因此,建基面允许应力标准略低于混凝土重力坝标准。4-3-11水利水电工程施工组织设计规范SL303-20043.4.12 混凝土围堰、浆砌石围堰与土石围堰的稳定安全系数应满足下列要求:1 重力式混凝土围堰、浆砌石围堰采用抗剪断公式计算时,安全系数K不小于3.0,若考虑排水失效情况,K不小于2.5;按抗剪强度公式计算时,安全系数K不小于1.05。2 混凝土拱围堰、浆砌石拱围堰的稳定安全系数及应力控制指标分别参照 SL 282200
34、3和SL 251991的有关规定选取。3 土石围堰边坡稳定安全系数:3级,K不小于1.20;45级,K不小于1.05。检查要点和方法1)施工围堰特别是土石围堰失事的实例时有发生,对土石围堰除满足边坡稳定安全系数外,还应重视水流淘刷问题,防止水流淘刷堰基。2)对过水土石围堰的迎水面和堰顶应设置有效的保护措施,根据水流流速、施工条件等因素采用沉排、砌石或钢筋石笼、混凝土护面等防止冲刷的工程措施。4-3-12碾压混凝土坝设计规范SL31420044.0.4 碾压混凝土重力坝坝体抗滑稳定分析应包括沿坝基面、碾压层(缝)面和基础深层滑动面的抗滑稳定。必要时,应分析斜坡坝段的整体稳定。碾压混凝土重力坝碾压
35、层(缝)面的抗滑稳定计算应采用抗剪断公式,其安全系数应符合SL3192005中沿坝基面抗滑稳定安全系数的有关规定。检查要点和方法1)坝体碾压层(缝)面的抗滑稳定计算应采用抗剪断公式,其安全系数值的控制标准应符合SL319-2005中沿坝基面抗滑稳定安全系数的有关规定。2)若横缝间距较大且基础面高差较大或坝基条件复杂时,应计算斜坡坝段的整体稳定。3)碾压层(缝)面抗剪断参数与施工质量、配合比、气候条件、是否及时覆盖以及取样方式等密切相关,故离散性较大,碾压混凝土重力坝中坝、低坝在无抗剪断试验资料时,根据类似工程选用抗剪断参数时应慎重。光照碾压混凝土重力坝 200.5m4-3-13混凝土重力坝设计
36、规范SL319-2005a) 6.3.2 重力坝坝基面坝踵、坝趾的垂直应力应符合下列要求:1 运用期:1)在各种荷载组合下(地震荷载除外),坝踵垂直应力不应出现拉应力,坝趾垂直应力应小于坝基容许压应力。2)在地震荷载作用下,坝踵、坝趾的垂直应力应符合SL203的要求。2 施工期:坝趾垂直应力允许有小于0.1MPa的拉应力。4-3-13混凝土重力坝设计规范SL319-2005b) 6.3.4 重力坝坝体应力应符合下列要求:1 运用期:1)坝体上游面的垂直应力不出现拉应力(计扬压力)。2)坝体最大主压应力,不应大于混凝土的允许压应力值。3)在地震情况下,坝体上游面的应力控制标准应符合SL203的要
37、求。4)关于坝体局部区域拉应力的规定:宽缝重力坝离上游面较远的局部区域,允许出现拉应力,但不应超过混凝土的允许拉应力。当溢流坝堰顶部位出现拉应力时,应配置钢筋。廊道及其他孔洞周边的拉应力区域,宜配置钢筋;有论证时,可少配或不配钢筋。4-3-13混凝土重力坝设计规范SL319-20052 施工期 :1)坝体任何截面上的主压应力不应大于混凝土的允许压应力。2)在坝体的下游面,允许有不大于0.2MPa的主拉应力。4-3-13混凝土重力坝设计规范SL319-2005c) 6.3.10 混凝土的允许应力应按混凝土的极限强度除以相应的安全系数确定。坝体混凝土抗压安全系数,基本组合不应小于4.0;特殊组合(
38、不含地震情况)不应小于3.5。当局部混凝土有抗拉要求时,抗拉安全系数不应小于4.0 。在地震情况下,坝体的结构安全应符合SL203的要求。注1:混凝土极限抗压强度,指90d龄期的15cm立方体强度,强度保证率为80%;注2:坝体局部结构的设计和计算,应符合L/T191的规定。摘编说明1) 应力计算应按材料力学公式进行。对于高坝,尤其当地质条件复杂,除用材料力学方法计算外,宜同时采用有限元法进行计算研究,2) 应力计算包括:计算坝体选定截面上的应力;计算坝体削弱部位(如孔洞、泄水流道部位)的局部应力;需要时分析坝基内部的应力。3) 当应力值不满足要求时,可通过适当调整坝体断面来达到。检查要点和方
39、法1)混凝土重力坝应以材料力学法和刚体极限平衡法计算成果作为确定坝体断面的依据,有限元法作为辅助方法。2)混凝土极限抗压强度,指90d龄期的15cm立方体强度,强度保证率为80%。4-3-13混凝土重力坝设计规范 SL319-2005d) 6.4.1坝体抗滑稳定计算主要核算坝基面滑动条件,应按抗剪断强度公式(6.4.1-1)或抗剪强度公式(6.4.1-2)计算坝基面的抗滑稳定安全系数。1 抗剪断强度的计算公式2 抗剪强度的计算公式3 抗滑稳定安全系数的规定1) 按抗剪断强度公式(6.4.1-1)计算的坝基面抗滑稳定安全系数K值应不小于表6.4.1-1的规定。2)按抗剪强度公式(6.4.1-2)
40、计算的坝基面抗滑稳定安全系数K值应不小于表6.4.1-2规定的数值。4-3-13混凝土重力坝设计规范 SL319-20054 坝基岩体内存在软弱结构面、缓倾角裂隙时,坝基深层抗滑稳定安全系数按附录E计算。按抗剪断强度公式(E.0.21),(E.0.2-2)计算的K值应不小于表6.4.1-1的规定。当采取工程措施后K值仍不能达到表6.4.11要求时,可按抗剪强度(E.0.3-1)及(E.0.3-2)公式计算坝基深层抗滑稳定安全系数,其安全系数指标应经论证后确定,对于单滑面情况,尤须慎重。摘编说明1)抗剪强度公式与抗剪断强度公式并列。对坝基岩体内存在软弱结构面、缓倾角裂隙时,应进行坝基深层抗滑稳定
41、分析,对于双滑面、多滑面等情况,由于面是假定的,值又取为,又用等法计算,有不少安全裕度。但对于单滑面,没有上述安全裕度,其安全系数取值尤须慎重。2) 深层抗滑稳定分析,以刚体极限平衡法计算为主。有限元法目前各种分析方法发展很快,稳定安全系数也有多种定义,各种方法的计算结果相差较大,尚难以作为判据。但可作为对工程的深层抗滑稳定性进行综合评定和处理方案选择依据。3)规范对深层抗滑用抗剪断计算难以满足稳定要求时,允许用抗剪公式计算,建议安全系数1.05 1.35(高于建基面1.00 1.10)检查要点和方法1)坝体抗滑稳定采用刚体极限平衡法计算。2)抗剪断摩擦系数、凝聚力和抗剪摩擦系数的取值:规划阶
42、段可参考SL319-2005附录选用;可行性研究阶段及以后的设计阶段,应经试验确定;中型工程的中、低坝,若无条件进行野外试验时,宜进行室内试验,并参照附录和工程类比选用。水工挡土墙4-3-14水工挡土墙设计规范SL379-2007a) 3.2.7 沿挡土墙基底面的抗滑稳定安全系数不应小于表3.2.7规定的允许值。b) 3.2.8 当验算土质地基上的挡土墙沿软弱土体整体滑动时,按瑞典圆弧法或折线滑动法计算的抗滑稳定安全系数不应小于表3.2.7规定的允许值。摘编说明1)表3.2.7规定的沿挡土墙基底面抗滑稳定安全系数与堤防工程设计规范GB5028698以及水闸设计规范SL265-2001的规定是对
43、应的。2)对于挡土墙的地基整体稳定可采用瑞典圆弧滑动法计算。当土质地基持力层内夹有软弱土层时,还应采用折线滑动法(复合圆弧滑动法)对软弱土层进行整体抗滑稳定验算。按折线滑动法计算的挡土墙深层抗滑稳定安全系数也应满足表3.2.7规定的允许值。检查要点和方法表3.2.7规定的沿挡土墙基底面抗滑稳定安全系数允许值应与表中规定的相应计算公式配套使用。4-3-14水工挡土墙设计规范SL379-2007a) 3.2.14 对于空箱式挡土墙,不论其级别和地基条件,基本荷载组合条件下的抗浮稳定安全系数不应小于1.10,特殊荷载组合条件下的抗浮稳定安全系数不应小于1.05。b) 6.3.1 土质地基和软质岩石地
44、基上的挡土墙基底应力计算应满足下列要求:6.3.2 硬质岩石地基上的挡土墙基底应力计算应满足下列要求:4-3-14水工挡土墙设计规范SL379-2007c) 3.2.10 设有锚碇墙的板桩式挡土墙,其锚碇墙抗滑稳定安全系数不应小于表3.2.10规定的允许值。d) 3.2.11 对于加筋式挡土墙,不论其级别,基本荷载组合条件下的抗滑稳定安全系数不应小于1.40,特殊荷载组合条件下的抗滑稳定安全系数不应小于1.30 。检查要点和方法1) 设有锚碇墙的板桩式挡土墙,其锚碇墙抗滑稳定安全系数应按建筑物级别和荷载组合分别确定;2) 加筋式挡土墙稳定安全系数则不考虑挡土墙的级别。4-3-14水工挡土墙设计
45、规范SL379-2007e) 3.2.12 土质地基上挡土墙的抗倾覆安全系数不应小于表3.2.12规定的允许值。f) 3.2.13 岩石地基上13级水工挡土墙,在基本荷载组合条件下,抗倾覆稳定安全系数不应小于1.50,4级水工挡土墙抗倾覆安全系数不应小于1.40;在特殊荷载组合条件下,不论挡土墙的级别,抗倾覆安全系数不应小于1.30。检查要点和方法1) 土质地基上的挡土墙,其抗倾覆安全系数应按建筑物级别和荷载组合分别确定;2) 岩基上的挡土墙,抗倾覆安全系数在基本荷载组合条件下,与建筑物级别有关,但在特殊荷载组合条件下,与建筑物级别无关。4-3-14水工挡土墙设计规范SL379-2007g)
46、3.2.14 对于空箱式挡土墙,不论其级别和地基条件,基本荷载组合条件下的抗浮稳定安全系数不应小于1.10,特殊荷载组合条件下的抗浮稳定安全系数不应小于1.05。检查要点和方法空箱式挡土墙的抗浮稳定安全系数,与建筑物级别和地基条件无关。4-3-14水工挡土墙设计规范SL379-2007h) 6.3.1 土质地基和软质岩石地基上的挡土墙基底应力计算应满足下列要求:1 在各种计算情况下,挡土墙平均基底应力不大于地基允许承载力,最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍;2 挡土墙基底应力的最大值与最小值之比不大于表6.3.1规定的允许值。4-3-14水工挡土墙设计规范SL379-2007i) 6.
47、3.2 硬质岩石地基上的挡土墙基底应力计算应满足下列要求:1 在各种计算情况下,挡土墙最大基底应力不大于地基允许承载力;2 除施工期和地震情况外,挡土墙基底不应出现拉应力;在施工期和地震情况下,挡土墙基底拉应力不应大于100kPa。检查要点和方法1)对于人工加固的深基础,基底应力最大值与最小值之比的允许值可不受表的规定限制。2)对于岩石地基上挡土高度特别大,且又修建在强风化或有不良地质构造的岩石地基上的挡土墙,还应核算其地基承载能力状况。3) 对于全风化的岩石地基,可按土质地基进行计算。4-3-15水利水电工程边坡设计规范SL386-20073.4.2 采用5.2节规定的极限平衡方法计算的边坡
48、抗滑稳定最小安全系数应满足表3.4.2的规定。经论证,破坏后给社会、经济和环境带来重大影响的级边坡,在正常运用条件下的抗滑稳定安全系数可取1.301.50。检查要点和方法1)抗滑稳定计算应以极限平衡方法为基本计算方法。对于级边坡,可同时采用强度指标折减的有限元法验算。2)对于土质边坡,当滑动面呈圆弧形时,宜采用简化毕肖普法和摩根法进行抗滑稳定计算,当滑动面呈非圆弧形时,宜采用摩根法和不平衡推力传递法进行抗滑稳定计算。3)对于呈块体结构和层状结构的岩质边坡,宜采用萨尔玛法和不平衡推力传递法进行抗滑稳定计算。4)对由两组及其以上节理、裂隙等结构面切割形成楔形潜在滑体的边坡,宜采用楔体法进行抗滑稳定
49、计算。5)抗滑稳定计算方法的公式、荷载计算及其各种假定应符合该规范附录的规定。4-3-16水利水电工程施工导流设计规范SL623-2013a)6.3.4 土石围堰、混凝土围堰与浆砌石围堰的稳定安全系数应满足下列要求:1 土石围堰的边坡稳定安全系数应满足表6.3.4的规定。2 重力式混凝土围堰、浆砌石围堰采用抗剪断公式计算时,安全系数K应不小于3.0,排水失效时安全系数K应不小于2.5;按抗剪强度公式计算时安全系数K应不小于1.05。4-3-17水利水电工程围堰设计规范SL645-2013a) 6.5.1 土石围堰稳定计算应符合下列要求:2 抗滑稳定采用瑞典圆弧法或简化毕肖普法时,土石围堰的边坡
50、稳定安全系数应满足表6.5.1 的规定。b) 6.5.2 混凝土围堰稳定计算应符合下列要求:4 混凝土重力式围堰采用抗剪断公式计算时,安全系数K3.0,排水失效时安全系数K2.5;按抗剪强度公式计算时安全系数K1.05。摘编说明本条细化了土石围堰边坡稳定的安全系数的规定,摘编说明同4-3-11水利水电工程施工组织设计规范SL303-2004 。同4-3-11水利水电工程施工组织设计规范SL303-2004,但应注意不同计算方法的安全系数值。4-3-18预应力钢筒混凝土管道技术规范SL702-2015预应力钢筒混凝土管 (PCCP)是在带有钢筒的高强混凝土管芯上缠绕环向预应力钢丝,在喷致密水泥砂