[发明专利]一种土石坝坝基液化条件下的二维拟静力法简化判断方法

说明书

本发明方案涉及土石坝地震液化判断安全监测技术领域，具体提出一种土石坝坝基液化条件下的二维拟静力法简化判断方法，包括步骤一：对土石坝坝基液化边界条件判断，满足边界条件后，进行步骤二：计算土石坝坝基二维拟静力法参数，所述参数包括土体抗剪强度与抗滑稳定性；然后进行步骤三：根据计算的土石坝坝基二维拟静力法参数进行土石坝坝基液化检测判断，本方案提出的方法可以实现常用的商业软件良好结合，合理考虑地震作用下土石坝坝基地震液化判断，具有简单有效、实用性强的特点。

技术领域

本发明涉及土石坝地震液化判断安全监测技术领域，具体提出一种土石坝坝基液化条件下的二维拟静力法简化判断方法。

背景技术

大坝又称为拦河坝，是堤坝式水电站中的主要壅水建筑物。其作用是抬高河流水位，形成上游调节水库，大坝可分为混凝土坝和土石坝两大类。土石坝具体包括土坝、堆石坝、土石混合坝等，具有就地取材、节约水泥、对坝址地基条件要求较低等优点。由于土石坝在水库、电站工作中起至关重要作用，因此土石坝的安全监测及故障判断至关重要。由于大坝失事原因是多方面的，其表现形式和可能发生的部位因各坝具体条件而异。因此，在大坝安全监测系统的设计中，应根据坝型、坝体结构和地质条件等，选定具体监测方法，不同坝型的主要观测项目如下。

1)土坝、土石混合坝失事的主要原因常是渗透破坏和坝坡失稳，主要观测项目有垂直和水平位移、裂缝、浸润线、渗流量、土压力、孔隙水压力等。

2)混凝土坝:失事的主要原因是坝体、坝基内部应力和扬压力超出设计限度，主要观测项目有变形、应力、温度、渗流量、扬压力和伸缩缝等。

此外，对泄水建筑物应进行泄流观测和必要的水工建筑物观测。

我国土石坝抗震设计时，考虑到绝大多数为中小水库，无法广泛采用动力分析，且其需要的计算参数及工程安全判据方面尚不充分，因此现有技术中仍然以拟静力法作为主要分析方法，拟静力方法也称为等效荷载法，即通过反应谱理论将地震对建筑物的作用以等效荷载的方法来表示，然后根据这一等效荷载用静力分析的方法对结构进行内力和位移计算，以验算结构的抗震承载力和变形。但目前拟静力法分析方法中仅对高烈度区大型土石坝和地基中存在可液化土的土石坝，提出了动力计算综合判断的要求，没有动力计算成果安全标准，因此对于目前的判断方法具有优化评判方法的空间，更好地应用于具体实际情况有必要意义。

实用新型内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，优化现有土石坝地震液化检测判断方法，具有与常用的商业软件良好结合，简化判断方式，实现理论与实际结合的特点，方便应用性强。

本发明提出一种土石坝坝基液化条件下的二维拟静力法抗剪参数简化方法，它包括以下步骤：

(1-1)土石坝坝基液化边界条件判断；

(1-2)满足液化边界条件时，计算土石坝坝基二维拟静力法参数，所述参数包括土体抗剪强度与抗滑稳定性，所述土体抗剪强度采用有效应力法计算；

所述有效应力计算公式为：τ＝c'+(σ-u)tanφ'＝c'+σ'tanφ'

式中：τ为土体的抗剪强度；

c'、φ'有效应力抗剪强度指标，对于液化砂土，c'＝0；

σ、σ'分别为土体法向总应力、有效应力；

u为孔隙水压力。

所述抗滑稳定性计算采用圆弧条分法计算；

所述抗滑稳定性计算公式为

式中：W为土条重力；

Q、V分别为地震水平、垂直惯性力；

u为作用于土条底面的孔隙水压力或超静孔隙水压力；