洛凡水电站厂房整体稳定设计方法差异性分析.docx

该【洛凡水电站厂房整体稳定设计方法差异性分析 】是由【科技星球】上传分享，文档一共【10】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【洛凡水电站厂房整体稳定设计方法差异性分析 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。洛凡水电站厂房整体稳定设计方法差异性分析
 
 
Summary:洛凡水电站厂房依据《水电站厂房设计规范》SL266-2001进行设计,随着时代的发展,其整体稳定计算理论及方法有了改进,其是否依旧满足现行规范要求,是否能够指导现行设计,有待复核。本文依据现行规范NB/T35011-2016和SL266-2014,对其进行复核,结果表明,其依旧满足现行规范要求,且现行两种厂房整体稳定性设计方法的安全度较为接近,但滑动面的法向分力值越大时,SL规范较NB规范计算方法更为敏感。
Keys:地面厂房;分项系数法;单一安全系数法;抗滑稳定;差异性;
1工程概况
洛凡水电站工程位于贵州省册亨县岩架乡洛凡村境内、大田河下游的伏流河段上,,与汛期河水位557m基本相当,为河道取水。枢纽工程开发任务以发电为主,水库无库容,为无压引水式电站。电站装机25MW,。装机年利用小时3523h,工程等别为Ⅳ等,工程规模为小(1)型,枢纽建筑物由混凝土挡水坝、右岸引水系统、地面厂房等组成。
2厂房布置
厂房为岸边地面厂房,安装间布置于主机间左侧,与主机间呈“一”字形排列。副厂房与主厂房纵向平行布置,位于主厂房上游侧。主、××(长×宽×高)。主机间内安装3台立轴混流式水轮发电机组,总装机容量25MW(2×10MW+5MW)。;,,进厂公路位于安装间左侧。,面积28m×10m(长×宽)。
3厂区地质条件评价
厂房基础建基面为中厚层至块状隐晶至细晶石灰岩,属弱风化岩体,为中硬岩,岩体质量属BⅡ类岩体,岩体完整,裂隙不发育,强度较高,抗滑、抗变形性能较强,溶蚀裂隙已用混凝土回填,能满足承载力的要求,其物理学参数如表1。
表1厂房基础物理学参数表
项目
地基承载力
饱和容重
变形模量
泊松比
抗剪断参数
f′
c′
数值


8GPa



厂房后坡岩层产状为N8°W,NE∠20°,边坡为顺向坡,自然状态下处于稳定状态。,开挖深度为14~25m,在厂房后坡形成高约10m的永久边坡,其整体稳定性主要受控于边坡岩体内的结构面层面。结合压力管道及泄水槽的开挖,边坡内没有发现夹层,无不利结构面组合,受风化及爆破影响,局部有不稳定小块体,施工期已全部清除。边坡稳定性较好,边坡处理措施为喷混凝土、局部锚杆挂网支护。
厂房左右侧边坡为横向岩质边坡,边坡岩体为厚层或块状灰岩,无不利结构面组合,边坡整体稳定性好。厂房后边坡表层分布1~4m崩塌堆积物,成分灰岩块石夹粘土组成,结构松散,稳定性较差,施工中已全部清除。
4厂房整体稳定性复核
目前,以国家能源局为代表的行业标准NB/T35011自2013年改版之后,就以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计法要求进行厂房整体稳定计算分析[1~3]。而以水利部为代表的行业标准SL266自2001年以来,一直采用经过实践检验过的安全系数法[4~5]。本文将以洛凡水电站厂房整体抗滑稳定分析为实例,采用该2种计算方法进行对比分析,说明其是否依旧满足现行规范,以及在计算过程中存在的差异性和成果影响。
(1)计算公式差异性对比分析
单纯从SL266-2014(SL266-2014)规范和NB/T35011-2016规范中对厂房整体抗滑稳定计算公式进行对比分析,其左右端两端均反映厂房整体稳定承载能力极限状态设计要求。
表2厂房整体抗滑稳定计算公式对比表
规范
SL266-2014
(SL266-2001)
NB/T35011-2016
抗剪断公式
抗剪公式
将NB/T35011-2016规范中厂房整体稳定计算公式移项后进行对比,发现其相关系数存在着一定的对应关系。
表3厂房整体抗滑稳定计算公式对比表(移项后)
规范
SL266-2014
NB/T35011-2016
抗剪断公式
抗剪公式
通过对比分析,发现该2套计算公式存在以下差异:
1)NB以结构可靠度理论反应结构的安全性能,与传统的单一安全系数法(SL规范)存在一定的对应关系,其主要的最大差别是对地基的物理学参数f、c值进行了折减,考虑其实验或者取值存在的误差。
2)NB与SL规范中计算荷载的意义是相同,但由于其规范的荷载组合存在部分不一致的情况,导致其计算荷载稍有不同。
3)NB与SL规范中对基础是“岩基”和“非岩基”的计算公式略有不同。
表4厂房整体抗滑稳定计算公式中参数对比分析表
规范
计算公式中相关参数
对比分析结果
SL266-2014
NB/T35011-2016
抗剪断强度安全系数
该系数是其最终的评判标准
抗剪强度安全系数
抗剪断摩擦系数
和、和、和的意义相同,但NB规范对、值按概率论理论进行了相应的折减。
抗剪断凝(黏)聚力
抗剪断摩擦系数
滑动面的法向分力值
意义相同,但由于SL规范在荷载组合中对(土压力、淤沙压力及围岩压力等永久荷载)的组合系数不同,导致其计算结果稍有不同。
滑动面的切向分力值
计算截面积
意义相同
(2)评判标准差异性对比分析
通过对比分析,发现评判标准K和在以下差异:
1)SL规范的安全评判标准K,未对建筑物类别的安全性做出区别对待,而NB规范则对不同的建筑物级别做了区别对待。
2)SL规范与NB规范对比,可以看出,SL规范的安全系数K对建筑物级别越低的,反而要求更高,安全储备更大。
表5评判标准K和对比分析表
地基
类别
荷载
组合
建筑物级别
安全系数K
可靠度值
结构系数
结构重要性系数
设计状况系数
比值
岩基
基本组合
(持久工况)
Ι
3



1

Ⅱ
3



1

Ⅲ
3


1
1

岩基
特殊组合
(短暂工况)
Ι






Ⅱ






Ⅲ



1


岩基
基本组合
(偶尔工况)
Ι






Ⅱ






Ⅲ



1


(3)实例对比差异性
通过对洛凡水电站厂房分别采用SL266-2014(SL266-2001)和NB/T35011-2016规范的整体稳定设计方法,按抗剪断强度公式计算的整体稳定计算成果的比较,见表5。洛凡水电站厂房建筑物级别为3级,该实例说明,采用该2种计算方法,其计算结果基本趋于一致,SL规范的持久工况比NB规范的安全系数偏保守,但其特殊工况和特殊工况的又相对较不安全。
表5单一安全系数法和分项系数法的抗剪断强度公式计算成果比较
计算工况
SL266-2014(SL266-2001)
(单一安全系数法)
NB/T35011-2016
(分项系数设计法)
规定的最小安全系数
计算的实际安全系统
式左
式右
式右/式左
持久工况






短暂工况






偶然工况






(4)计算公式的敏感性分析
以洛凡水电站厂房整体稳定计算成果为基础,分别在滑动面的法向分力值和切法分力值做敏感性分析,发现SL规范在滑动面法向分力值越大时,比NB规范反应的安全储备更大,其敏感性对比分析图详见图1。
图1滑动面法向分力值敏感性分析图
3小结
⑴洛凡水电站厂房整体稳定仍然满足现行规范要求。
⑵以洛凡水电站厂房为例,经过对两种计算方法的对比分析,发现采用两种方法的计算结果基本接近。以单一安全系数法为基础的SL266规范,用实践工程证明了其实用性。以概率论和分项系数为理论基础的NB/T35011规范的理论体系更加严密,较好地反映了现实计算取值中存在的不确定性。
⑶以洛凡水电站厂房为例,两种计算方法差异性较大的是在不同建筑物级别和作用力大小上,SL266规范比NB/T35011规范对更为敏感。
Reference:
[1]张勇,肖平西,安旭,[J].人民长江,2012,43(24):25-38.
[2]刘志明,[J].工程建设与管理,2009,(20):45-48.
[3][D].成都:四川大学,2005.
[4]黄东军,聂广明,苗琴生,[J].水利水电勘测设计标准化,2000(2):9-34.
[5]汪小刚,[M].北京:中国水利水电出版社,2010.
万莹,1989年9月19日生,女,湖北武汉,硕士研究生,工程师,主要从事水电水利工程水工设计及施工组织设计工作。
 
-全文完-