土坝一般都应进行沉降计算,估算在土体自重及其他外荷载作用下,坝体及坝基的总沉降量及固结的时间过程。其目的在于确定竣工时坝顶应预留的超高,以及估算坝体各个部位之间的不均匀沉降量和不均匀沉降梯度,以便初步判断是否存在发生裂缝的可能性,并研究防止裂缝的工程措施。
当坝体和坝基土为砂砾石时,在施工期一般即可完成总沉降量的80%以上,所以一般可不进行沉降计算。
当坝体和坝基土为粘性土时,施工期一般只完成总沉降量的30%~50%,故应进行沉降计算。进行沉降计算前需要进行土的压缩试验,以取得基本资料。
基本介绍
- 中文名:土坝沉降计算
- 外文名:method for settlement calculation of earth and rockfill dam
根据土石坝的沉降过程,可以划分为初始沉降、固结沉降和固结次沉降。土石坝在自重荷载施加初期就会立即发生沉降,称为初始沉降。固结沉降是由于土体固结而缓慢发生的,是地基中土粒骨架间的水分逐渐排出而引起的沉降。最后,地基中土粒骨架在持续荷载作用下会发生蠕变变形,称为固结次沉降。
土石坝沉降计算一般只考虑固结沉降。固结沉降计算即坝体和坝基的垂直变形计算。计算出最终沉降变形,以确定坝体竣工时应预留的坝顶沉降超高值;对初选的土石坝的结构型式进行检验,以选择更合理的坝型;选用合适的填筑土料,确定合理的施工顺序以及合适的土料填筑标準等。沉降量通常包括最终沉降量、竣工时沉降量及施工过程的沉降量。
土石坝沉降计算通常採用单向压缩分层总和法,与实际相比,计算值往往偏大,是偏于安全的估算。沉降所需的压缩试验及分层总和法都比较简单易行,还可通过估算不均匀沉降的倾度值以评价土石坝裂缝开展的可能性。
沉降计算的内容包括:④最终沉降量计算;②竣工时沉降量计算;③沉降过程计算。一般只对粘性土进行沉降计算。计算方法有理论计算法、有限差分法和经验图解法。在理论计算法中,有太沙基固结理论法和比奥普遍固结理论法。
砂性土由于压缩和剪下所引起的沉降都在加荷后很快发生,迄今还没有完全合理的计算方法。常採用的是薛迈脱曼于1970年提出的半经验方法,经实践检验,这个方法尚属合理。