2015年一級(jí)建造師《水利水電》知識(shí)點(diǎn)總結(jié)（11）

　　四、應(yīng)力分析

　　強(qiáng)度和穩(wěn)定性是表示建筑物安全的兩個(gè)重要方面。強(qiáng)度問題的研究，通常包括對(duì)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(qiáng)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(shí)，就認(rèn)為建筑物處于正常運(yùn)行狀態(tài)。因此，應(yīng)力分析是校核強(qiáng)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(jì)算和模型試驗(yàn)兩大類。目前常用的模型試驗(yàn)方法有偏光彈性試驗(yàn)、激光全＇息試驗(yàn)和脆性材料試驗(yàn)。對(duì)于中、小型工程，一般可只進(jìn)行理論計(jì)算，而對(duì)于十分重要的工程或在情況比較復(fù)雜時(shí)才進(jìn)行模型試驗(yàn)。理論計(jì)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(jiǎn)單時(shí)；對(duì)于高壩尤其是當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，除用材料力學(xué)法計(jì)算外，宜同時(shí)進(jìn)行模型試驗(yàn)或采用有限單元法進(jìn)行計(jì)算。

　　設(shè)計(jì)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(duì)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(jì)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(yáng)壓力過大而沿壩基面滑動(dòng)；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(kù)水的過量滲漏、水庫(kù)岸坡的穩(wěn)定性、水庫(kù)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(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行如下三方面的計(jì)算就可達(dá)到選取恰當(dāng)?shù)姆罎B措施和校驗(yàn)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(duì)土石壩，還應(yīng)確定浸潤(rùn)線的位置。

　　六、沉降計(jì)算

　　土石壩設(shè)計(jì)時(shí)要確定壩體和壩基在自重作用下的沉降量與時(shí)間的關(guān)系及完工后的總沉降量。據(jù)此計(jì)算竣工后為抵消沉降而預(yù)留的壩頂超填，預(yù)測(cè)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(jì)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(jì)算時(shí)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(shí)刻J及完工后壩體和壩基的沉降量。

　　七、應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算

　　高土石壩一般要用有限單元法計(jì)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(jì)提供依據(jù)。

　　八、抗震設(shè)計(jì)

　　強(qiáng)烈的地震往往造成極大的破壞，水庫(kù)的修建往往可以誘發(fā)地震。水庫(kù)誘發(fā)地震主要是指由于水庫(kù)蓄水后，庫(kù)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(qiáng)度降低，以致產(chǎn)生滑動(dòng)。通過抗震計(jì)算使水工建筑物滿足穩(wěn)定要求和強(qiáng)度要求。

　　地震震級(jí)是表示地震時(shí)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(qiáng)弱程度。一次地震只有一個(gè)震級(jí)，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(shí)所承受的荷載，包括地震慣性力、水平向地震動(dòng)水壓力和地震動(dòng)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(jì)算方法有動(dòng)力法和擬靜力法兩種。

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

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