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橡胶坝无褶皱折设计分析

斜坡式橡胶坝产生折皱的原因主要有:
①锚固线布置不合理。充水橡胶坝是利用锚固
在底板上的坝袋挡水。泄水塌坝时,坝袋除上下游锚固线外,其他各点向下游移动的同时均
向下运动至底板。坝袋安装是在河道中无水的条件下进行的,因此,坝袋的长度(垂直水流
方向)必须满足河床的湿周(这也是塌坝放水的基本要求)。当坝袋充水达到最高点时,坝袋
顶点线等于河道开口即可。因湿周大于开口长度,若锚固线布置不合理,使坝袋顶点线长度
小于湿周长度,则坝袋在坡脚处必产生折皱。
②岸坡处坝袋展开过于肥大。坝袋展开肥大就不能使岸坡的坝袋内压比达到设计值。这样
主河槽内坝袋的内压比就大于岸坡处坝袋袋内压比,因此,在岸坡处也必产生折皱。
那么无折皱橡胶坝设计的原理分析
设若有一斜坡式橡胶坝,坝高为H,边坡比为m,则上游圆弧段为S.,上游贴地长度为n,下游贴地
长度为X0如图l(a)。为分析方便,取斜坡段坝体作为分析单元体。以坝顶点线为分
析素线,以底板坡脚线为横轴x,以上游锚固线为纵轴y,以x、y轴交点为原点O,以垂直于x、
y轴并过O点的直线为竖轴z,建立立体直角坐标系,如图l(b)
设坝袋充水时,坝顶点线对应于坡脚处的点为B点。在塌坝时该焦下游降落在底板上的位置为C点,设坝袋
顶点线在岸坡上的锚固点为A,则A点在立体直角坐标系中的坐标为A(x,mH,H),B点的坐标为B(n,O,H),C点的坐标为
C(Sl,O,O)o从图1可以看出,线段AB为充坝时坝袋顶点线的长度。而线段ac则是塌坝是坝袋顶点线的长度。AB与AC有二种
情况出现:

(a)坝袋断面尺寸图;(b)坝头立体坐标图
图1 坝袋断面和坝头体坐标图

(1) AB>AC则坝袋在斜坡处虽无折皱,但处于受拉状态;
(2) AB<AC则坝袋在斜坡处产生折皱;

实践证明,应用此原理,可以大大减少橡胶坝的褶皱问题,可在今后修坝过程中广泛推广。

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