重力壩抗滑穩(wěn)定的分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)理論與指標(biāo)體系研究結(jié)題摘要

抗滑穩(wěn)定是重力壩設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵領(lǐng)域，抗滑穩(wěn)定分析的成果是決定重力壩剖面的主要依據(jù)，對(duì)于重力壩的安全和造價(jià)有極其重要的影響。目前，我國(guó)水利行業(yè)和水電行業(yè)在重力壩抗滑穩(wěn)定問題上采用了不同的設(shè)計(jì)思想。水利部門沿用傳統(tǒng)的單一安全系數(shù)法，也就是俗稱的“大老K”，而水電行業(yè)從1999年起在設(shè)計(jì)規(guī)范中采用了分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。在水利行業(yè)的重力壩抗滑穩(wěn)定中進(jìn)行分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)可以解決單一安全系數(shù)所面臨的困境，另一方面也可與國(guó)際上如今的基于可靠度的設(shè)計(jì)規(guī)范相適應(yīng)，同時(shí)國(guó)內(nèi)水利行業(yè)和水電行業(yè)可以采用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)理念。本項(xiàng)研究針對(duì)重力壩分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)中最核心的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算方法以及分項(xiàng)系數(shù)的標(biāo)定理論開展研究，獲得了一系列十分有價(jià)值的創(chuàng)新成果。 (1) 項(xiàng)目提出了基于分項(xiàng)系數(shù)安全度指標(biāo)的重力壩抗滑穩(wěn)定分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，該方法與傳統(tǒng)安全系數(shù)法實(shí)現(xiàn)了完美對(duì)接，解決了由簡(jiǎn)單“套改”造成的種種問題。 (2) 改進(jìn)了傳統(tǒng)線性回歸方法，給出了矩法和線性回歸法正確使用的前提。同時(shí)對(duì)1000多組大中型水利水電工程的試驗(yàn)資料進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)了抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的概率特性。 (3) 提出了相對(duì)安全率理論，基于這一理論可以實(shí)現(xiàn)安全系數(shù)、可靠度、分項(xiàng)系數(shù)三種方法量化的比較，同時(shí)給出了分項(xiàng)系數(shù)標(biāo)定的新思路。 (4) 采用基于可靠度的方法標(biāo)定重力壩抗滑穩(wěn)定分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法中的材料分項(xiàng)系數(shù)和結(jié)構(gòu)系數(shù)。通過各種算例和國(guó)內(nèi)多個(gè)大中型重力壩工程，給出了分項(xiàng)系數(shù)建議值。 2100433B

抗滑穩(wěn)定是重力壩設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵領(lǐng)域，其分析成果對(duì)于重力壩的安全和造價(jià)有極其重要的影響。我國(guó)水利部門沿用的單一的全局安全系數(shù)法簡(jiǎn)單實(shí)用，經(jīng)驗(yàn)豐富，但在重力壩領(lǐng)域，常常面臨抗剪斷驗(yàn)算不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范安全系數(shù)3.0要求的困境。水電部門采用的分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法是解決這一問題的有效手段和趨勢(shì)，但目前的可靠度設(shè)計(jì)方法是套改得來的，從而導(dǎo)致在使用過程中出現(xiàn)了大量的問題。.本次研究在1590多組各類巖體抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)資料和十多個(gè)國(guó)內(nèi)大型重力壩工程實(shí)例基礎(chǔ)上，針對(duì)重力壩抗滑穩(wěn)定問題，提出可行的非套改的分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的允許安全系數(shù)法到極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的平穩(wěn)過渡?；诟怕收摵涂煽慷壤碚摻⒁惶追猪?xiàng)系數(shù)計(jì)算和標(biāo)定的方法，并在水科院的Emu程序的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。在大量的算例分析和實(shí)例驗(yàn)算的基礎(chǔ)上，優(yōu)選出相應(yīng)的指標(biāo)體系建議值，為分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

建在基巖上的重力壩的抗滑穩(wěn)定分析，中國(guó)規(guī)范規(guī)定，計(jì)算其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的方法主要有兩種，一種是抗滑力只考慮摩擦力；另一種是除摩擦力外同時(shí)還考慮黏聚力。這兩種方法都按全滑動(dòng)面處于極限狀態(tài)計(jì)算，分別使用摩擦公式（抗剪強(qiáng)度公式）和抗剪斷公式。

寬縫重力壩的設(shè)計(jì)原則和實(shí)體重力壩基本相同，壩體斷面主要根據(jù)抗滑穩(wěn)定和應(yīng)力要求來確定?？够€(wěn)定分析和實(shí)體重力壩一樣，用抗剪斷強(qiáng)度或抗剪強(qiáng)度公式計(jì)算，計(jì)及寬縫的影響。寬縫重力壩的應(yīng)力是一個(gè)三維問題，特別是在上游頭部附近，但可簡(jiǎn)化成平面問題進(jìn)行計(jì)算。分為兩個(gè)步驟：首先計(jì)算整體應(yīng)力，即計(jì)算水平截面上的豎直應(yīng)力和上、下游壩面的邊緣應(yīng)力；然后計(jì)算局部應(yīng)力，即頭部應(yīng)力，可以垂直上游面切取平面，用差分法或有限元法計(jì)算。當(dāng)縫寬較大時(shí)，頭部中線附近可能產(chǎn)生拉應(yīng)力。壩體內(nèi)一般不容許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但離上游面較遠(yuǎn)的局部區(qū)域，可容許出現(xiàn)不大的拉應(yīng)力。

基礎(chǔ)理論與現(xiàn)狀分析；節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)與核算方法；工業(yè)企業(yè)與公共機(jī)構(gòu)節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的設(shè)計(jì)與應(yīng)用；節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的實(shí)施和推廣?！豆?jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的設(shè)計(jì)與應(yīng)用》可供從事能源管理或節(jié)能型組織評(píng)價(jià)工作的研究人員、技術(shù)人員參考使用，同時(shí)對(duì)于政府相關(guān)部門負(fù)責(zé)重點(diǎn)用能企業(yè)節(jié)能管理以及節(jié)能目標(biāo)考核工作的相關(guān)人員具有參考價(jià)值。另外，也可作為重點(diǎn)用能企業(yè)和公共機(jī)構(gòu)的能源管理人員、標(biāo)準(zhǔn)化工作人員以及高等院校有關(guān)專業(yè)師生的參考資料。