1 渗流对闸基影响的原因
自二战之后,世界范围内在各大水系建起了数万座大坝,然而失事的大坝也不在少数,其中一些就是由大坝的部分建筑事故导致的,特别是水闸的事故对大坝的打击尤为严重。水闸事故的原因主要有两个:1、水闸不均匀沉降; 2、沉降差过大。这两个原因可直接影响水闸的正常运行,影响水闸挡水、泄洪功能。尤其是在洪汛期,上游区域水位偏高,水体对闸门正面荷载过大,水体对闸基扬压力过大,使闸门超过最大负荷,发生事故。在这一过程中就存在渗流作用对闸门的影响: 因为渗流的渗透力作用方向与重力反向,使得颗粒之间相互压力下降,从而产生对闸门的扬压力,导致水闸结构不稳定,从而造成水闸事故。闸基渗流的主要危害有: 1、由于沿水闸的渗流对水闸产生扬压力,减轻了水闸有效质量,导致水闸抗滑稳定的下降,沿两岸方向的渗流对翼墙产生水平推力; 2、渗透力或许导致土的渗透变形; 3、渗漏有可能导致大量的水量流失; 4、渗流作用可能加快溶解坝体中可溶解的物质。
2 闸基不均匀沉降中渗流的作用
大坝的地基浸水,一部分原因就是水的渗流作用。渗流作用可导致大坝地基产生湿陷,尤其是雨季随着泄洪量的增大,上游水位增高,随之产生的渗流场将会对大坝地基产生不利影响。渗流作用产生的扬压力减轻了水闸有效质量,导致水闸抗滑稳定的下降。于此同时,渗流作用产生的扬压力也改变了坝体的应力分布。因为水闸的闸基、水闸上游和下游地基使用的建筑材料有差异,建筑材料的差异使得其形变模量及弹性模量等物理属性相应存在不同,所以会产生沉降差; 即使相同建筑结构,不同部位产生的渗流量不同,也会使大坝不均匀沉降。渗流计算的目的: 1、渗透稳定分析; 2、坝坡稳定计算; 3、估算渗漏损失。
采取以下措施可尽量避免大坝不均匀沉降: 1、闸室结构在设计中避免过重,以降低对闸底的压力; 2、优先施工大重量建筑,大重量建筑施工完毕后,等其自然沉降一段时间,再施工小重量建筑; 3、合理设置闸室位置,尽量使临近结构重量一致。
3 闸室的抗滑稳定性
闸基滑移的类型有四种: 1、浅层滑动; 2、深层滑动; 3 表层滑动; 4、混合型滑动。闸基的滑动条件是闸基有连续软弱面,下游有临空面。要想避免闸室滑移过度,对大坝产生有害影响,闸基必须具有一定量的抗滑安全系数。
抗滑稳定性是水闸的一个重要安全指标,这一安全指标需尽量提升,使水闸整体的稳定性也可相应提高。由此,在水闸的设计过程中,将闸门的位置设计在低水位一边,在水闸结构尺寸方面也要加大尺寸,水闸底板向高水位方向加长,闸室底板的齿墙深度也要增大。于此同时,也要增大铺盖长度,并且将排水设施尽量靠近水闸底板。为进一步提高闸室的抗滑稳定性,要设置阻滑板。由于闸室的抗滑稳定系数小于1. 0,设置的阻滑板必须达到上裂要求。特别是在平原地域,平原地区多沙土或黏土,水闸的建设更需要加强抗滑稳定性。
自二战之后,世界范围内在各大水系建起了数万座大坝,然而失事的大坝也不在少数,其中一些就是由大坝的部分建筑事故导致的,特别是水闸的事故对大坝的打击尤为严重。水闸事故的原因主要有两个:1、水闸不均匀沉降; 2、沉降差过大。这两个原因可直接影响水闸的正常运行,影响水闸挡水、泄洪功能。尤其是在洪汛期,上游区域水位偏高,水体对闸门正面荷载过大,水体对闸基扬压力过大,使闸门超过最大负荷,发生事故。在这一过程中就存在渗流作用对闸门的影响: 因为渗流的渗透力作用方向与重力反向,使得颗粒之间相互压力下降,从而产生对闸门的扬压力,导致水闸结构不稳定,从而造成水闸事故。闸基渗流的主要危害有: 1、由于沿水闸的渗流对水闸产生扬压力,减轻了水闸有效质量,导致水闸抗滑稳定的下降,沿两岸方向的渗流对翼墙产生水平推力; 2、渗透力或许导致土的渗透变形; 3、渗漏有可能导致大量的水量流失; 4、渗流作用可能加快溶解坝体中可溶解的物质。
2 闸基不均匀沉降中渗流的作用
大坝的地基浸水,一部分原因就是水的渗流作用。渗流作用可导致大坝地基产生湿陷,尤其是雨季随着泄洪量的增大,上游水位增高,随之产生的渗流场将会对大坝地基产生不利影响。渗流作用产生的扬压力减轻了水闸有效质量,导致水闸抗滑稳定的下降。于此同时,渗流作用产生的扬压力也改变了坝体的应力分布。因为水闸的闸基、水闸上游和下游地基使用的建筑材料有差异,建筑材料的差异使得其形变模量及弹性模量等物理属性相应存在不同,所以会产生沉降差; 即使相同建筑结构,不同部位产生的渗流量不同,也会使大坝不均匀沉降。渗流计算的目的: 1、渗透稳定分析; 2、坝坡稳定计算; 3、估算渗漏损失。
采取以下措施可尽量避免大坝不均匀沉降: 1、闸室结构在设计中避免过重,以降低对闸底的压力; 2、优先施工大重量建筑,大重量建筑施工完毕后,等其自然沉降一段时间,再施工小重量建筑; 3、合理设置闸室位置,尽量使临近结构重量一致。
3 闸室的抗滑稳定性
闸基滑移的类型有四种: 1、浅层滑动; 2、深层滑动; 3 表层滑动; 4、混合型滑动。闸基的滑动条件是闸基有连续软弱面,下游有临空面。要想避免闸室滑移过度,对大坝产生有害影响,闸基必须具有一定量的抗滑安全系数。
抗滑稳定性是水闸的一个重要安全指标,这一安全指标需尽量提升,使水闸整体的稳定性也可相应提高。由此,在水闸的设计过程中,将闸门的位置设计在低水位一边,在水闸结构尺寸方面也要加大尺寸,水闸底板向高水位方向加长,闸室底板的齿墙深度也要增大。于此同时,也要增大铺盖长度,并且将排水设施尽量靠近水闸底板。为进一步提高闸室的抗滑稳定性,要设置阻滑板。由于闸室的抗滑稳定系数小于1. 0,设置的阻滑板必须达到上裂要求。特别是在平原地域,平原地区多沙土或黏土,水闸的建设更需要加强抗滑稳定性。