萬家口子碾壓混凝土雙曲拱壩的拱座及壩肩穩定分析

0.工程概況

萬家口子水電站工程壩址位于北盤江支流革香河上，地理位置位于云南省宣威市及貴州省六盤水市境內，為兩省交匯地界，距云南省宣威市55km，距貴州省六盤水市145km。萬家口子水電站攔河壩為碾壓混凝土拱壩，最大壩高167.50m。樞紐屬Ⅱ等、大（2）型工程。本工程以發電為主，電站裝機為容量180MW。水庫正常蓄水位1450.00m，死水位1415.00m，。校核洪水頻率p=0.02%，水庫最高水位為1451.95m。1000年一遇洪水設計，按5000年一遇洪水校核。工程于2006年動工，目前正在施工中。

萬家口子水電站工程樞紐主要由混凝土雙曲拱壩、右岸引水式電站組成，采用壩身兩個沖沙中孔及三個溢流表孔聯合泄洪。壩頂中部3孔溢流表孔尺寸為12.0×13.0m，堰頂高程1437.00m；沖沙中孔進口孔底高程1365.00m，底孔進口尺寸為3.0×8.0m，出口尺寸為3.0×4.5m。

地震基本烈度為Ⅵ度。

1.計算原則及方法

關于壩肩抗滑穩定分析，以剛體極限平衡法為主，本工程屬于大型工程，且地質條件較為復雜，因此需輔以有限元法計算和地質力學模型試驗。

拱座及壩肩穩定計算的基本理論為剛體極限平衡法，并采用非線性有限元法進行復核，按規范要求本階段分別進行了平面二維、空間三維剛體極限平衡計算、三維非線性有限元整體安全度計算。大壩應力計算主要輔助軟件為浙江大學的拱壩分析與優化軟件系統ADAO及中國水電科學研究院的拱壩應力分析軟件ADASO，有限元應力計算采用ANSYS三維有限元軟件。壩肩穩定計算除了采用上述軟件以外還輔以手工計算復核。

2.抗滑穩定分析結果

2.1平面剛體極限平衡法

2.1.1分析方法

本工程拱壩為1級建筑物，按照《混凝土拱壩設計規范》（SL282-2003）規定須采用二維平面剛體極限平衡法計算拱端穩定，計算簡圖見圖5.5-5，抗滑穩定計算公式如下：

式中：K=

K——抗滑穩定安全系數；

N——垂直于滑裂面的作用力；

T——沿滑裂方向的作用力；

A——計算滑裂面的面積；

f1——抗剪斷摩擦系數；

c1——抗剪斷凝聚力。