[发明专利]一种考虑水土耦合作用的土石坝受力计算方法

权利要求书

1.一种考虑水土耦合作用的土石坝受力计算方法，其特征在于，蓄水期，土石坝某一纵向位置处的水土耦合体水平推力的计算公式如下：

蓄水期，

式中，P为水土耦合体水平推力，kN；ρ_c为耦合体的密度值，T/m³；g为重力加速度，m/s²；H₁为土石坝中增强体心墙高度；z为某一位置在竖直方向上离增强体心墙底部的高度；

其中：ρ_c＝ρ_f-Δ·(ρ_f-ρ_h)

式中，ρ_f为按照结构力学观点水土荷载分开计算即不考虑水土耦合作用关系的密度值，T/m³；ρ_h为充分考虑上游坝体与水体耦合作用的密度值，T/m³；Δ为水土耦合作用的耦合度，表示水土耦合作用影响程度，无量纲；

蓄水期，水土耦合体形成的弯矩为：

式中，M_h为水土耦合体作用下的总弯矩，kNm；ρ_c为耦合体的密度值，T/m³。

2.根据权利要求1所述的土石坝受力计算方法，其特征在于，所述Δ的取值范围为0.0～1.0。

3.根据权利要求1或2所述的土石坝受力计算方法，其特征在于，当土石坝采用粘性土制得时，所述Δ取值为1.0。

4.根据权利要求1或2所述的土石坝受力计算方法，其特征在于，当土石坝采用砾石土料制得时，所述Δ取值为0.95～1.0。

5.根据权利要求1或2所述的土石坝受力计算方法，其特征在于，当土石坝采用砂粒料制得时，所述Δ取值为0.5～0.9。

6.根据权利要求1或2所述的土石坝受力计算方法，其特征在于，当土石坝采用细砾料制得时，所述Δ取值为0.2～0.5。

7.根据权利要求1或2所述的土石坝受力计算方法，其特征在于，当土石坝采用中砾料制得时，所述Δ取值为0.1～0.2。

8.根据权利要求1或2所述的土石坝受力计算方法，其特征在于，当土石坝采用粗粒料制得时，所述Δ取值为0.0～0.1。

9.根据权利要求1或2所述的土石坝受力计算方法，其特征在于，所述按照结构力学观点水土荷载分开计算即不考虑水土耦合作用关系的密度值的计算公式如下：ρ_f＝ρ_w+k′_1aρ′₁

式中，ρ_w为水密度值，T/m³；k′_1a为上游筑坝料饱和状态的主动土压力系数；ρ′₁为上游坝料的密度值，T/m³。

10.根据权利要求1或2所述的土石坝受力计算方法，其特征在于，所述考虑上游坝体与水体耦合作用的密度值的计算公式如下：

ρ_h＝ρ_1mk_1m

式中，ρ_1m为上游坝体材料的饱和密度值，T/m³；k_1m为上游筑坝料饱和状态的主动土压力系数，取k_1m＝k′_1a。