特高壩風(fēng)險等級和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)研究及應(yīng)用.pdf

1、隨著流域梯級開發(fā)的不斷發(fā)展，工程建設(shè)轉(zhuǎn)向河流上游、龍頭電站以及梯級水庫的趨勢日益明顯，梯級開發(fā)已成為流域開發(fā)的主要形式，而特高壩則是梯級開發(fā)的重要組成部分。特高壩的修建能夠充分利用我國的水電資源，最大限度的緩解我國水資源時空分布不均和能源需求失衡的局面。為響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召以及滿足流域開發(fā)的需要,一大批壩高超過200m的特高壩已經(jīng)規(guī)劃建設(shè)或正在建設(shè)，但現(xiàn)行壩工設(shè)計規(guī)范對于特高壩的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)并未做出明確的規(guī)定；并且需要清醒地意識到極端氣

2、候、超強降雨、超強地震、流域不良地質(zhì)災(zāi)害等自然風(fēng)險，以及設(shè)計、施工缺陷和管理疏忽等技術(shù)風(fēng)險，都將對特高壩形成失效風(fēng)險，而特高壩失效將導(dǎo)致嚴(yán)重的社會問題以及巨大的損失。因此對特高壩風(fēng)險等級以及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的研究迫在眉睫。
　　為降低特高壩的失效概率，應(yīng)在規(guī)劃、設(shè)計階段最大限度的增加其安全裕度，此次研究運用可靠度理論和分項系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計方法，定義特級建筑物并基于相對安全率方法分別對特高土石壩、特高重力壩和特高拱壩進行風(fēng)險設(shè)計，并對分項系

3、數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計方法中各分項系數(shù)取值進行研究。主要研究內(nèi)容和研究成果如下：
　?。?）基于單一大壩風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)和公眾可接受風(fēng)險水平提出特高壩風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)，即特高壩失效概率不高于10-8/（壩·年）；在此基礎(chǔ)上對包括特高壩在內(nèi)的大壩風(fēng)險進行五級劃分。綜合考慮特高壩的風(fēng)險以及失事后果提出特級建筑物理念，特1級建筑物對應(yīng)的失效概率為10-8/（壩·年），特2級建筑物對應(yīng)的失效概率為5×10-8/（壩·年）。
　?。?）針對特高土石壩，對不同

4、工況條件下壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn)進行了深入研究?；谙鄬Π踩史椒ㄌ岢鎏?級、特2級建筑物相應(yīng)的正常工況壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn)為1.6和1.7，地震工況壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn)1.35和1.4,并根據(jù)實際工程驗證特高土石壩壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn)的合理性。
　?。?）針對特高重力壩，指出應(yīng)降低其失效概率提高抗滑穩(wěn)定允許可靠指標(biāo)來滿足特級建筑物的風(fēng)險控制要求，運用相對安全率方法對特2級重力壩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)取值進行探討；

5、通過條件極值的驗算點法對重力壩材料性能分項系數(shù)進行反演，并對規(guī)范規(guī)定材料性能分項系數(shù)取值合理性進行了驗證分析；對特級建筑物結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn)進行了初步探討。
　?。?）針對拱壩拱座抗滑穩(wěn)定可靠指標(biāo)和分項系數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn)進行研究。計算結(jié)果顯示拱座抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)3.5對應(yīng)的允許可靠指標(biāo)應(yīng)取4.45，并通過實際工程反演就所提出的允許可靠指標(biāo)取值的合理性進行了驗證；通過對拱座抗滑穩(wěn)定材料性能分項系數(shù)取值的反演分析，驗證混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范