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申请/专利权人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司

摘要：本发明涉及一种拟建拱坝坝址的地形地质条件的评价方法，属于拱坝工程技术领域，其包括以下步骤：a、沿拟建拱坝的坝高方向，将拟建拱坝的拱圈从下到上分成若干个依次连接的分拱圈；b、将分拱圈为左分拱圈、右分拱圈；c、选取各个左分拱圈、右分拱圈所对应的拱圈弧长S、坝基基础变形模量E为评价参数；d、将对应高程的评价参数S和E按照公式ηf＝SE进行计算；e、根据步骤d得到的ηfl和ηfr求得单一宏观地形地质复杂性评价参数ε；f、制定地形地质复杂性指标M；g、拱坝坝址的地形地质条件评价。本发明评价方法实现量化评价拱坝坝址地形地质条件的复杂性，对拱坝布置设计具有较好的指导性。

主权项：1.一种拟建拱坝坝址的地形地质条件的评价方法，其特征在于：包括以下步骤：a、沿拟建拱坝的坝高方向，将拟建拱坝的拱圈从下到上分成若干个依次连接的分拱圈；b、以拱坝中心线1为界线，将各个分拱圈分为左、右两部分，与左岸坝基2相连接的为左分拱圈3，与右岸坝基4相连接为右分拱圈5；c、选取各个左分拱圈3、右分拱圈5所对应的拱圈弧长S、坝基基础变形模量E为评价参数；d、将对应高程的评价参数S和E按照公式ηf＝SE进行计算，从而得到各个左分拱圈3的地形地质系数ηfl以及各个右分拱圈5的地形地质系数ηfr；e、根据步骤d得到的ηfl和ηfr求得单一宏观地形地质复杂性评价参数ε，单一宏观地形地质复杂性评价参数ε由以下步骤求得:e1、将对应高程的ηfl、ηfr按照公式Bl＝ηflηfr进行计算，从而得到各个分拱圈的左不对称系数Bl；e2、将对应高程的ηfl、ηfr按照公式Br＝ηfrηfl进行计算，从而得到各个分拱圈的右不对称系数Br；e3、计算出所有左不对称系数Bl的离散系数Cl, 其中：n为左不对称系数Bl的数量，μl为左不对称系数Bl的平均值；e4、计算出所有右不对称系数Br的离散系数Cr, 其中：n为右不对称系数Br的数量，μr为左不对称系数Br的平均值；e5、按照公式ε＝Cl2+Cr2进行计算，从而得到单一宏观地形地质复杂性评价参数ε；f、制定地形地质复杂性指标M；g、拱坝坝址的地形地质条件评价，若步骤e得到ε的值小于步骤f制定M的值，则该拟建拱坝坝址的地形地质条件不复杂，若步骤e得到ε的值大于步骤f制定M的值，则该拟建拱坝坝址的地形地质条件复杂。

全文数据：一种拟建拱坝坝址的地形地质条件的评价方法技术领域本发明涉及一种拟建拱坝坝址的地形地质条件的评价方法，属于拱坝工程技术领域。背景技术拱坝是安全性和经济性都较好的坝型，但拱坝对地形和地质条件的要求相对较高。在对称的地形地质条件下，拱坝的应力和变位都比较均匀对称，属于比较理想的状况，但大部分的坝址条件，都达不到理想的坝址条件要求，为保证拱坝的长期安全运行，有适度的安全储备，在拱坝布置时，应根据坝址地形地质条件的复杂性进行有针对性的设计。目前，坝址地形地质条件的复杂性往往是凭设计人员的经验而判定，并没有一个量化的评价标准，造成个体差异性较大，对拱坝布置设计的指导性不强，影响拱坝根据坝址地形地质条件进行针对性设计。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种拟建拱坝坝址的地形地质条件的评价方法，该评价方法实现量化评价拱坝坝址地形地质条件的复杂性，对拱坝布置设计具有较好的指导性。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种拟建拱坝地形地质条件的评价方法，包括以下步骤：a、沿拟建拱坝的坝高方向，将拟建拱坝的拱圈从下到上分成若干个依次连接的分拱圈；b、以拱坝中心线为界线，将各个分拱圈分为左、右两部分，与左岸坝基相连接的为左分拱圈，与右岸坝基相连接为右分拱圈；c、选取各个左分拱圈、右分拱圈所对应的拱圈弧长S、坝基基础变形模量E为评价参数；d、将对应高程的评价参数S和E按照公式ηf＝SE进行计算，从而得到各个左分拱圈的地形地质系数ηfl以及各个右分拱圈的地形地质系数ηfr；e、根据步骤d得到的ηfl和ηfr求得单一宏观地形地质复杂性评价参数ε；f、制定地形地质复杂性指标M；g、拱坝坝址的地形地质条件评价，若步骤e得到ε的值小于步骤f制定M的值，则该拟建拱坝坝址的地形地质条件不复杂，若步骤e得到ε的值大于步骤f制定M的值，则该拟建拱坝坝址的地形地质条件复杂。进一步的是，在步骤e中，单一宏观地形地质复杂性评价参数ε由以下步骤求得:e1、将对应高程的ηfl、ηfr按照公式Bl＝ηflηfr进行计算，从而得到各个分拱圈的左不对称系数Bl；e2、将对应高程的ηfl、ηfr按照公式Br＝ηfrηfl进行计算，从而得到各个分拱圈的右不对称系数Br；e3、计算出所有左不对称系数Bl的离散系数Cl,其中：n为左不对称系数Bl的数量，μl为左不对称系数Bl的平均值；e4、计算出所有右不对称系数Br的离散系数Cr,其中：n为右不对称系数Br的数量，μr为左不对称系数Br的平均值；e5、按照公式ε＝Cl2+Cr2进行计算，从而得到单一宏观地形地质复杂性评价参数ε。进一步的是，在步骤f中，地形地质复杂性指标M的值为0.3。本发明的有益效果是：本发明所提出的拟建拱坝坝址的地形地质条件的评价方法，在新拱坝布置设计时，根据坝址的一些条件设计出拟建拱坝，以拟建拱坝的拱圈作为分析评价的基础，先将拱圈从下到上分成若干个依次连接的分拱圈，将拱圈细化，然后对细化的分拱圈再次细化为左分拱圈、右分拱圈，选取左分拱圈、右分拱圈所对应的拱圈弧长S、坝基基础变形模量E作为评价参数，求得单一宏观地形地质复杂性评价参数ε，再然后根据对大量已建拱坝的数据为依据，制定评价标准M，最后根据单一宏观地形地质复杂性评价参数ε与评价标准M的值进行评价，若ε的值小于f制定M的值，则该拟建拱坝坝址的地形地质条件不复杂，拟建拱坝设计比较合理，若ε的值大于制定M的值，则该拟建拱坝坝址的地形地质条件复杂，拟建拱坝设计需要考虑坝址地形地质条件复杂性，进行针对性的布置，可见，本发明评价方法实现量化评价拱坝坝址地形地质条件的复杂性，拱圈弧长S、坝基基础变形模量E评价参数获取简单，通过简单地计算就能获得准确性较高坝址地形地质条件的复杂性数据，对拱坝布置设计具有较好的指导性。附图说明图1是分拱圈的俯视结构示意图；图中零部件、部位及编号：拱坝中心线1、左岸坝基2、左分拱圈3、右岸坝基4、右分拱圈5。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步说明。如图1所示，一种拟建拱坝坝址的地形地质条件的评价方法，包括以下步骤：a、沿拟建拱坝的坝高方向，将拟建拱坝的拱圈从下到上分成若干个依次连接的分拱圈；拱圈作为拱坝的主体结构，起挡水的作用，将承受的水荷载传递给左岸坝基2、右岸坝基4，根据拱坝的坝高而定，优选每个分拱圈的高度为40m。b、以拱坝中心线1为界线，拱坝中心线1指的是拱圈拱冠点与拱圈中心段曲线焦点的连线，将各个分拱圈分为左、右两部分，与左岸坝基2相连接的为左分拱圈3，与右岸坝基4相连接为右分拱圈5。c、选取各个左分拱圈3、右分拱圈5所对应的拱圈弧长S、坝基基础变形模量E为评价参数。左分拱圈3、右分拱圈5两端地形差异较大，则左分拱圈3、右分拱圈5承受的水荷载相应地差异较大，拱推力除了传递到左岸坝基2、右岸坝基4上，还在分拱圈内部产生横河向的推力，使分拱圈相对拱坝中心线1产生偏转变形，从而在分拱圈内形成不对称的应力分布，而分拱圈不对称的应力与左岸坝基2、右岸坝基4的地形地质条件、拱圈弧长S有关，所以选用各个左分拱圈3、右分拱圈5所对应的拱圈弧长S作为评价参数能够反应出坝址地形地质条件复杂情况。坝基基础变形模量E代表拱端范围的基础岩石的抗变形能力，对特定的分拱圈，坝基基础变形模量E越小则拱端变形也越大，坝基基础变形模量E越大则拱端变形也越小，可见坝基基础变形模量E也能够反应出坝址地形地质条件复杂情况。d、将对应高程的评价参数S和E按照公式ηf＝SE进行计算，从而得到各个左分拱圈3的地形地质系数ηfl以及各个右分拱圈5的地形地质系数ηfr；通过上文对对应高程的评价参数S和E分析可知，左分拱圈3的地形地质系数ηfl以及右分拱圈5的地形地质系数ηfr的值能够粗略放映出对应的左分拱圈3、右分拱圈5坝址地形地质条件，也即是ηfl、ηfr的值越小表示对应的左分拱圈3、右分拱圈5坝址地形地质条件越不复杂，反之就越复杂。e、根据步骤d得到的ηfl和ηfr求得单一宏观地形地质复杂性评价参数ε；由于ηfl、ηfr的值只能够粗略放映出对应的左分拱圈3、右分拱圈5坝址地形地质条件，不能完全反映出对应分拱圈的坝址地形地质条件，也不能放映出整个拱圈坝址左岸坝基2、右岸坝基4地形地质条件，根据对大量已建拱坝的数据为依据得出，单一宏观地形地质复杂性评价参数ε由以下步骤求得:e1、将对应高程的ηfl、ηfr按照公式Bl＝ηflηfr进行计算，从而得到各个分拱圈的左不对称系数Bl；e2、将对应高程的ηfl、ηfr按照公式Br＝ηfrηfl进行计算，从而得到各个分拱圈的右不对称系数Br；e3、计算出所有左不对称系数Bl的离散系数Cl,其中：n为左不对称系数Bl的数量，μl为左不对称系数Bl的平均值；e4、计算出所有右不对称系数Br的离散系数Cr,其中：n为右不对称系数Br的数量，μr为左不对称系数Br的平均值；e5、按照公式ε＝Cl2+Cr2进行计算，从而得到单一宏观地形地质复杂性评价参数ε。左不对称系数Bl是对应高程左分拱圈3的地形地质系数ηfl与对应高程右分拱圈5的地形地质系数ηfr的比值，右不对称系数Br是对应高程右分拱圈5的地形地质系数ηfr与对应高程左分拱圈3的地形地质系数ηfl的比值，左不对称系数Bl、右不对称系数Br能够反映出对应高程左分拱圈3、右分拱圈5地形地质条件的不对称性，从而指导在拱坝布置设计时应考虑地形地质条件的不对称性。从统计学上分析，所有高程分拱圈左不对称系数Bl、右不对称系数Br的离散程度，即Cl和Cr则能够放映出整个坝基的地形地质条件的复杂性，由于对应的左不对称系数Bl、右不对称系数Br是一组互为倒数的值，统计其离散系数会有差别，为避免这种影响，可以采用取平均值的办法消除，这个平均值就是单一宏观地形地质复杂性评价参数ε。f、制定地形地质复杂性指标M；根据对大量已建拱坝的数据为依据得出，地形地质复杂性指标M的值为0.3g、拱坝坝址的地形地质条件评价，若步骤e得到ε的值小于步骤f制定M的值，则该拟建拱坝坝址的地形地质条件不复杂，若步骤e得到ε的值大于步骤f制定M的值，则该拟建拱坝坝址的地形地质条件复杂。综上所述，本发明所提出的拟建拱坝坝址的地形地质条件的评价方法，在新拱坝布置设计时，根据坝址的一些条件设计出拟建拱坝，以拟建拱坝的拱圈作为分析评价的基础，先将拱圈从下到上分成若干个依次连接的分拱圈，将拱圈细化，然后对细化的分拱圈再次细化为左分拱圈3、右分拱圈5，选取左分拱圈3、右分拱圈5所对应的拱圈弧长S、坝基基础变形模量E作为评价参数，求得单一宏观地形地质复杂性评价参数ε，再然后根据对大量已建拱坝的数据为依据，制定评价标准M，最后根据单一宏观地形地质复杂性评价参数ε与评价标准M的值进行评价，若ε的值小于f制定M的值，则该拟建拱坝坝址的地形地质条件不复杂，拟建拱坝设计比较合理，若ε的值大于制定M的值，则该拟建拱坝坝址的地形地质条件复杂，拟建拱坝设计需要考虑坝址地形地质条件复杂性，进行针对性的布置，可见，本发明评价方法实现量化评价拱坝坝址地形地质条件的复杂性，拱圈弧长S、坝基基础变形模量E评价参数获取简单，通过简单地计算就能获得准确性较高坝址地形地质条件的复杂性数据，对拱坝布置设计具有较好的指导性。

权利要求：1.一种拟建拱坝坝址的地形地质条件的评价方法，其特征在于：包括以下步骤：a、沿拟建拱坝的坝高方向，将拟建拱坝的拱圈从下到上分成若干个依次连接的分拱圈；b、以拱坝中心线1为界线，将各个分拱圈分为左、右两部分，与左岸坝基2相连接的为左分拱圈3，与右岸坝基4相连接为右分拱圈5；c、选取各个左分拱圈3、右分拱圈5所对应的拱圈弧长S、坝基基础变形模量E为评价参数；d、将对应高程的评价参数S和E按照公式ηf＝SE进行计算，从而得到各个左分拱圈3的地形地质系数ηfl以及各个右分拱圈5的地形地质系数ηfr；e、根据步骤d得到的ηfl和ηfr求得单一宏观地形地质复杂性评价参数ε；f、制定地形地质复杂性指标M；g、拱坝坝址的地形地质条件评价，若步骤e得到ε的值小于步骤f制定M的值，则该拟建拱坝坝址的地形地质条件不复杂，若步骤e得到ε的值大于步骤f制定M的值，则该拟建拱坝坝址的地形地质条件复杂。2.如权利要求1所述的一种拟建拱坝坝址的地形地质条件的评价方法，其特征在于：在步骤e中，单一宏观地形地质复杂性评价参数ε由以下步骤求得:e1、将对应高程的ηfl、ηfr按照公式Bl＝ηflηfr进行计算，从而得到各个分拱圈的左不对称系数Bl；e2、将对应高程的ηfl、ηfr按照公式Br＝ηfrηfl进行计算，从而得到各个分拱圈的右不对称系数Br；e3、计算出所有左不对称系数Bl的离散系数Cl,其中：n为左不对称系数Bl的数量，μl为左不对称系数Bl的平均值；e4、计算出所有右不对称系数Br的离散系数Cr,其中：n为右不对称系数Br的数量，μr为左不对称系数Br的平均值；e5、按照公式ε＝Cl2+Cr2进行计算，从而得到单一宏观地形地质复杂性评价参数ε。3.如权利要求2所述的一种拟建拱坝坝址的地形地质条件的评价方法，其特征在于：在步骤f中，地形地质复杂性指标M的值为0.3。

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