水闸闸室
水闸的构成及分类
水闸的构成及分类功能与分类水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物，多建于河道、渠系及水库、海、湖泊岸边。
按功能分类：（1）节制闸拦河或在渠道上建造，用于拦洪、调节水位、控制下泄流量。
河道上的节制闸又称拦河闸。
（2）进水闸又称取水闸、渠首闸。
建在河道、水库或湖泊的岸边，用以控制引水流量，以满足灌溉、发电或供水的需要。
（3）分洪闸常建于河道的一侧，用来将超过下游河道安全泄量的洪水泄入分洪区或分洪道。
（4）排水闸建于江河沿岸，用来排除内河或低洼地区对农作物有害的渍水。
（5）挡潮闸建在入海河口附近，涨潮时关闸，退潮时开闸泄水。
（6）冲沙闸（排沙闸）常建在进水闸一侧的河道上与节制闸并排布置或在引水渠内的进水闸旁。
其他还有排冰闸、排污闸等。
按闸室结构分：开敞式、胸墙式、涵洞式等。
水闸的组成（1）闸室包括闸门、闸墩、边墙、底板、胸墙、工作桥、交通桥、启闭机等。
（2）上游连接段包括两侧的翼墙、护坡、河床部分的铺盖。
（3）下游连接段包括护坦、海漫、防冲槽、两岸的翼墙、护坡等。
软土地基上水闸的工作特点（1）软土地基的压缩性大，承载力低，细砂易液化，抗冲能力差。
地基可能产生较大的沉降或沉降差，造成闸室倾斜，止水破坏，闸底板断裂，甚至破坏，引起水闸失事。
（2）水闸泄流时，土基的抗冲能力较低，可能引起水闸下游的冲刷。
（3）土基在渗流作用下，易发生渗透破坏。
水闸的设计步骤1.闸址选择壤土、中砂、粗砂和砂砾石适于作为水闸的地基。
尽量避免淤泥质土和粉、细砂地基。
2. 闸孔设计（1）堰型选择：宽顶堰、低实用堰（2）闸底板高程（3）闸孔的总净宽（4）闸室单孔宽度和闸室总宽度3．防渗、排水设计（1）防渗设施：构成地下轮廓的铺盖、板桩及齿墙（2）排水设施：铺设在护坦、海漫的底部、闸底板下游段的砂砾石层4．消能、防冲设计（1）消能：一般采用底流消能。
（2）海漫：消力池后接海漫。
要求表面有粗糙度，具有透水性，具有柔性。
形式有干砌石、浆砌石、混凝土板等。
水闸的详细知识点
关闭闸门，可以拦洪、挡潮、蓄水抬高上游水位，以满足上游取水或通航的需要。
开启闸门，可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量。
水闸在水利工程中的应用十分广泛，多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区水闸,按其所承担的主要任务，可分为：节制闸、进水闸、冲沙闸、分洪闸、挡潮闸、排水闸等。
按闸室的结构形式，可分为：开敞式、胸墙式和涵洞式（图1）。
开敞式水闸当闸门全开时过闸水流通畅，适用于有泄洪、排冰、过木或排漂浮物等任务要求的水闸，节制闸、分洪闸常用这种形式。
胸墙式水闸和涵洞式水闸，适用于闸上水位变幅较大或挡水位高于闸孔设计水位，即闸的孔径按低水位通过设计流量进行设计的情况。
胸墙式的闸室结构与开敞式基本相同，为了减少闸门和工作桥的高度或为控制下泄单宽流量而设胸墙代替部分闸门挡水，挡潮闸、进水闸、泄水闸常用这种形式。
如中国葛洲坝泄水闸采用12m×12m活动平板门胸墙，其下为12m×12m弧形工作门，以适应必要时宣泄大流量的需要。
涵洞式水闸多用于穿堤引（排)水,闸室结构为封闭的涵洞，在进口或出口设闸门，洞顶填土与闸两侧堤顶平接即可作为路基而不需另设交通桥,排水闸多用这种形式（1）节制闸：调节上游水位，控制下泄流量的闸。
(天然河道的节制闸称为拦河闸.渠道的节制闸利用闸门启闭,调节上游水位和下泄流量，以满足向下一级渠道分水或控制、截断水流的需要。
节制闸常建在分水闸、泄水闸的稍下游，以利分水和泄水；或建在渡槽、倒虹吸管等的稍上游，以利控制输水流量和事故检修；并尽量与桥梁、跌水、陡坡等结合，以取得经济效益。
渠系节制闸的过水宽度要与上、下游渠道宽度相适应，以利于连接。
当采用轮灌时,节制闸上、下游渠道的设计流量相同,下游水位即为与设计流量相应的渠水位；当采用续灌时,节制闸上下游设计流量不同，水位需取相应流量的渠水位，但下游水位需计及下一级节制闸壅水的影响.渠道节制闸多用开敞式，闸槛高程宜与渠底相平，采用平底宽顶堰，闸下消能防冲工程都比较简单，始流状态可依靠护坦上置的消力墩扩散水流,撞击消能。
水闸闸室的布置与构造
第五节闸室的布置与构造一．闸室结构布置1.闸室结构2.闸顶高程，闸槛高程3.闸孔总净宽，闸孔孔径4.底板型式、厚度、顺水流向长度、垂直水流方向分段长度5.闸墩型式、厚度、长度6.闸门型式、启闭机型式7.胸墙结构8.工作桥、检修便桥、交通桥二.底板：⒈型式（1）按底板与闸墩的连接方式分整体式：闸墩和底板浇筑成整体，有分段缝时缝设在闸墩上。
→底板是传力结构，将荷载较均匀地传给地基。
闸室整体性较好，适用于松软地基。
分离式：底板与闸墩用沉陷缝分开。
→闸墩传力，底板仅防渗抗冲，一般适用于岩基或压缩性小的土基。
（2）按底板的结构型式分平底板反拱底板空箱式底板等整体式平底板用得最广泛。
图9-18 底板型式⒉布置（1）整体式平底板材料：（钢筋）混凝土高程：考虑运用、经济和地质条件确定顺水流方向长度：需满足稳定、强度及上部结构布置要求，一般与闸墩长度相同厚度：根据地基条件、作用荷载和闸孔净宽等因素，满足强度和刚度要求垂直水流方向分段长度：（2）分离式底板材料：混凝土或浆砌石厚度：满足自身稳定要求三.闸墩：⒈材料：混凝土（小型工程常用浆砌块石）⒉闸顶高程：闸顶高程通常指闸室胸墙或闸门挡水线上游闸墩和闸墙的顶部高程。
应根据挡水和泄水两种运用情况确定。
挡水时闸顶高程不低于水闸正常蓄水位（或最高挡水位）加波浪计算高度与相应安全超高值之和；泄水时闸顶高程不应低于设计洪水位（或校核洪水位）与相应安全超高值之和。
水闸安全超高下限值（m）：水闸级别 1 2 3 4.5挡水时正常蓄水位0.7 0.5 0.4 0.3 最高挡水位0.5 0.4 0.3 0.2泄水时设计洪水位 1.5 1.0 0.7 0.5 校核洪水位 1.0 0.7 0.5 0.4位于防洪（挡潮）堤上的水闸，其闸顶高程不得低于防洪（挡潮）堤堤顶高程。
⒊长度：与底板长度相同或比底板长度稍短，取决于上部结构布置和闸门型式。
⒋厚度：根据闸孔孔径、受力条件、结构构造要求和施工方法等确定，平面闸门闸墩门槽处不宜小于0.4m。
水闸闸室稳定计算方法与重力坝
水闸闸室稳定计算方法与重力坝水闸是一种常见的水利工程设施，主要用于调节水流量，控制水位，保护农田和城市。
而水闸的关键部分就是闸室，它不仅要能够稳定地承受水压力，还要具备一定的防洪能力。
本文将介绍水闸闸室稳定计算方法，并比较其与重力坝的异同。
1.水闸闸室稳定计算方法水闸闸室的稳定性分析是水利工程设计的重要环节之一。
根据力学原理，当水位上升时，水闸闸室所受到的水压力也会增大，如果不加以控制，就会导致闸室的破坏或倒塌。
因此，需要对闸室的稳定性进行计算和分析，以确定其承载能力和防洪能力。
水闸闸室的稳定性分析主要包括以下几个方面：（1）闸室的基础承载力闸室的基础承载力是指闸室基础抵抗地基承载力的能力。
在计算基础承载力时，需要考虑闸室的几何形状、材料强度和地基的承载能力等因素。
可以采用现场勘探和试验、数值模拟等方法进行计算。
（2）闸室的水压力闸室的水压力是指闸室所受到的水力作用力。
可以通过测量水位、流量和闸室尺寸等参数来计算。
水压力的大小与水位高度、流量大小和闸室的几何形状等因素有关。
（3）闸室的自重力闸室的自重力是指闸室本身的重力。
计算闸室的自重力需要考虑闸室的几何形状和材料密度等因素。
（4）其他荷载闸室还可能承受其他荷载，如风荷载、温度荷载等。
这些荷载的大小和作用方式需要根据具体情况进行分析和计算。
通过综合考虑以上因素，可以计算出闸室的稳定系数和安全系数。
当稳定系数小于1或安全系数小于1时，说明闸室的稳定性存在问题，需要进行加固或改进。
2.水闸闸室与重力坝的异同虽然水闸闸室和重力坝都是水利工程中常见的建筑物，但二者在结构形式和稳定性分析上存在着一些异同。
（1）结构形式水闸闸室和重力坝的结构形式存在显著差异。
闸室一般是一个矩形或梯形的建筑物，其上部设有闸门，下部通常为水泄孔或底洞。
而重力坝则是一种大型的混凝土结构，其主要作用是防洪和蓄水。
（2）稳定性分析闸室和重力坝的稳定性分析方法也有所不同。
闸室的稳定性分析需要考虑水压力、自重力、基础承载力和其他荷载等因素，而重力坝的稳定性分析则需要考虑水压力、地震力、温度变化等多种荷载。
水闸类型、组成、工作特点、孔口设计、闸室布置
水闸类型、组成、工作特点、孔口设计、闸室布置下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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水闸的基本构造
水闸的基本构造
水闸分为上游连接段、闸室和下游连接段三部分：
（1）上游连接段上游连接段主要作用是引导水流从河道平稳地进入闸室，同时有防冲、防渗作用，一般包括上游翼墙、铺盖、护底和两岸护坡等。
（2）闸室闸室段是控制过闸流量及上下游水位，并联接两岸和上、下段的主体。
闸室段有闸门、闸墩、底板、工作桥、交通桥、胸墙、启闭机等。
（3）下游连接段下游联接段的主要作用是消除下泄水流的动能，顺利与下游河床水流连接，避免发生不利冲刷现象，一般有护坦（包括消力池）、海漫、下游防冲槽（防淘墙）、下游翼墙、护底和两岸护坡等。
水闸闸室的稳定分析和地基处理
水闸闸室的稳定分析和地基处理闸室在运用、检修或施工期都应该是稳定的。
在运用期，闸室受到水平推力等荷载作用，有可能沿着地基面滑动（通常称为表层滑动），还可能连同一部分地基土体滑动（通常称为深层滑动）。
闸室竣工时，一般地，闸室地基表面所受的应力很大，或者应力分布很不均匀，这不但使闸室高程降低，而且会使闸基倾斜甚至断裂，地基也有可能失去稳定性。
因此，必须验算闸室的稳定性，以保证在各种情况下闸室均能安全可靠地运用。
1荷载计算及组合1.1荷载计算闸室荷载主要有以下7种（图7-44）。
1. 自重自重指闸室自身重力，包括底板、闸墩、胸墙、工作桥及桥墩、交通桥、便桥、闸门及启闭设备等的重力。
2. 水重水重指闸室范围内作用在底板上面的水体重力。
3. 水平水压力水平水压力指胸墙、闸门及闸墩侧面所受到的水平水压力。
当有钢筋混凝土铺盖时（图7-45），止水片以上的水平水压力按静水压力分布考虑；止水片以下缝内的水平水压力按下述方法计算：由于渗流区内任一点的水压力强度等于该点的静水压强（相对于下游水位）与渗透压强之和，在止水片以下的缝内水流状态可以认为是静止的，所以，缝内渗透压强处处相等，其数值即为缝底这一点（图7-45中的第7点）的渗透压强，而缝内静水压强按一般方法计算。
图 7-44 闸室荷载（第5版 图7-41 图名相同）1p 、2p 、3p —水平水压力；zl p —波浪压力；G —底板重；1G —启闭机重；2G —工作桥及桥墩重；3G —胸墙重；4G —闸墩重；5G —闸门重；6G —交通桥重；1w G 、2w G —水重；b p —扬压力；fb p —浮托力；sb p —渗透压力；f F —地基反力；p h —波浪高度；z h —波浪中心线超出计算水位的高度；m L —波浪长度图 7-45 闸室上游水平水压力计算图（单位：m ）图7-45所示，已知第7点渗透压强为31.9kPa ，第8点渗透压强为30.5kPa ，通过上述计算即可获得闸室上游面各点水平水压强及其分布情况。
水闸的详细知识点
关闭闸门，可以拦洪、挡潮、蓄水抬高上游水位，以满足上游取水或通航的需要。
开启闸门，可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量。
水闸在水利工程中的应用十分广泛，多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区水闸，按其所承担的主要任务，可分为：节制闸、进水闸、冲沙闸、分洪闸、挡潮闸、排水闸等。
按闸室的结构形式，可分为：开敞式、胸墙式和涵洞式（图1）。
开敞式水闸当闸门全开时过闸水流通畅，适用于有泄洪、排冰、过木或排漂浮物等任务要求的水闸，节制闸、分洪闸常用这种形式。
胸墙式水闸和涵洞式水闸，适用于闸上水位变幅较大或挡水位高于闸孔设计水位，即闸的孔径按低水位通过设计流量进行设计的情况。
胸墙式的闸室结构与开敞式基本相同，为了减少闸门和工作桥的高度或为控制下泄单宽流量而设胸墙代替部分闸门挡水，挡潮闸、进水闸、泄水闸常用这种形式。
如中国葛洲坝泄水闸采用12m×12m活动平板门胸墙，其下为12m×12m弧形工作门，以适应必要时宣泄大流量的需要。
涵洞式水闸多用于穿堤引(排)水，闸室结构为封闭的涵洞，在进口或出口设闸门，洞顶填土与闸两侧堤顶平接即可作为路基而不需另设交通桥，排水闸多用这种形式（1）节制闸：调节上游水位，控制下泄流量的闸。
（天然河道的节制闸称为拦河闸。
渠道的节制闸利用闸门启闭，调节上游水位和下泄流量，以满足向下一级渠道分水或控制、截断水流的需要。
节制闸常建在分水闸、泄水闸的稍下游，以利分水和泄水；或建在渡槽、倒虹吸管等的稍上游，以利控制输水流量和事故检修；并尽量与桥梁、跌水、陡坡等结合，以取得经济效益。
渠系节制闸的过水宽度要与上、下游渠道宽度相适应，以利于连接。
当采用轮灌时，节制闸上、下游渠道的设计流量相同，下游水位即为与设计流量相应的渠水位；当采用续灌时，节制闸上下游设计流量不同，水位需取相应流量的渠水位，但下游水位需计及下一级节制闸壅水的影响。
渠道节制闸多用开敞式，闸槛高程宜与渠底相平，采用平底宽顶堰，闸下消能防冲工程都比较简单，始流状态可依靠护坦上置的消力墩扩散水流，撞击消能。
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３．２ 水闸极限状态功能函数和失效概率 参照水闸闸室可靠度分析的数学模型式（ ９）
￣（ １２） ， 计算闸基面抗滑稳定、下游闸趾抗压强 度 、上 游 闸 踵 不 出 现 拉 应 力 和 上 下 游 应 力 比 控 制 ４ 种极限状态， 得到极限状态方程如下：
Ｚ１＝ｘ１（７５１．４１ｘ２－ ５８．２７ｘ３－ ４６５．４１ｘ４－ ５１０６．０５）＋ ＋２４３．２ｘ５－ （２２３．４４ｘ３２－ ７４．４８ｘ４２＋９１２．３８ｘ３－ － １０７２．５２ｘ４－ ２１４７．５３）＝０
法） 作为结构体系失效概率点估计方法之一得到
广泛应用。
ＰＮＥＴ 法的原理是： 首先， 将 ｍ 个主要失效模
式按其可靠指标值从小到大排列， 再计算出各失
效模式与第一个主要失效模式之间的相关系数
!１ｊ（ ｊ＝２，３，…，ｍ） 。然后认为 !１ｊ＞!０（ 界限相关系数） 的 失效模式与第一主要失效模式高度相关， 即假定
１．１０ ｍ， 底 板 为 平 底 板 ， 高 程 为－ ５．５ ｍ， 厚 １．２ ｍ， 顺水流方向长度为 １６．０ ｍ， 渗径长度为 ６３．５ ｍ。 地质条件良好， 地基为坚硬粉质黏土，摩擦系数为 ０．３３，粘 聚 力 为 ２３．５ ｋＰａ，天 然 重 度 为 ２０．３ ｋＮ／ｍ３。 该水闸所处地区的地震基本烈度小于 ６ 度， 因而 不计地震力。计算时仅考虑的工况为上游校核水 位 ４．３ ｍ， 相 应 浪 高 ０．８ ｍ， 下 游 水 位 １．０ ｍ， 取 中 间一个独立的闸室单元进行分析。由于工程已 建， 故将其外部轮廓几何尺寸均视为确定量值，
（ ６）
－１
% & ,+ % & - #ｊｋ＝
#Ｇｊ #ｘｋ
ｘ＊
２
* #Ｇｊ
#ｘｋ ｘ＊
（ ７）
１．３ ＰＮＥＴ 法［２］
当结构体系的失效模式较多或失效模式间的
相关系数较大时（ !＞０．６），窄界限 法 的 上 下 限 会 明
显拉宽， 在这种情况下很难获得结构体系失效概
率的准确估算值。因此，概率网络估算技术（ＰＮＥＴ
Ｐｆ＝Ｐ（Ｚ１＜０， Ｚ２＜０， Ｚ３＜０， Ｚ４＜０，） 计算体系可靠度的方法有以下几种。
１．１ 一般界限法
当 !ｉｊ＝１（ｉ，ｊ＝１，２，３，４）， 即失效模式完全相关时：
Ｐｆ＝ｍａｘ Ｐｆｉ （ｉ＝１，２，３，４）
（ １）
而当 !ｉｊ＝０（ｉ，ｊ＝１，２，３，４）， 即失效模式完全不相关时：
４
＝０
（ １０）
２．３ 上游闸踵不出现拉应 力 极 限 状 态 功 能 函 数
与极限状态方程
（ １） 作用效应函数为：
Ｓ（
/）
＝
∑Ｇ Ａ
＋
∑Ｍ Ｗ
上式以压应力为正， 以上游闸踵不出现拉应
力为条件， 因此， Ｓ（ /） 0０。
（ ２） 极限状态方程为：
% & Ｚ３ ＝
∑Ｇ Ａ
－
∑Ｍ Ｗ
＝０
（ １１）
· !" ·
完全相关， 并将第一主要失效模式作为第一个代
表模式， 并以其失效概率作为这一组失效模式的
失效概率。而把 !１ｊ"!０ 的各主要失效模式类同地 再次分组， 从而得到一组代表模式， 并假定各代表
模式之间相互独立。因而，结构体系的失效概率为：
Ｎ
. Ｐｆ＝１－ （１－ ｐｆｊ）
（ ８）
ｊ
式中， Ｎ 为代表模式数。
Ｚ２＝ｘ６－ ２．９０ｘ２－ １．９９ｘ３２＋０．３７ｘ４２－ １．１７ｘ３＋２．６４ｘ４＋ ＋３１．６７＝０
Ｚ３＝３．２８ｘ２－ １．９９ｘ３２＋０．３７ｘ４２－ １．６５ｘ３－ １．２０ｘ４－ － １０．３２＝０
Ｚ４＝３．０（３．２８ｘ２－ １．９９ｘ３２＋０．３７ｘ４２－ １．６５ｘ３－ １．２０ｘ４－ － １０．３２）－ （２．９０ｘ２＋１．９９ｘ３２－ ０．３７ｘ４２＋１．１７ｘ３－ － ２．６４ｘ４－ ３１．６７）＝０ 按上述极限状态方程及其相应随机变量的统
影响因素有： 水闸结构的自重（Ｗ１）、上下游水压力 （Ｐ１、Ｐ２）、浮 托 力 （ Ｕ１） 、渗 透 压 力 （ Ｕ２） 、水 体 重 量 （ Ｗ２、Ｗ３） 、底板 与地基间 的摩擦力（ Ｐ３） 、基 底粘聚 力（ Ｐ６） 、波浪压力（ Ｐ４） 及地震荷载（ Ｐ５） 等， 见图 １。 将其影响因素看成随机变量， 在已知各随机变量
１ 水闸闸室的体系可靠度分析
水闸在各种荷载的作用下， 存在着不同的失 效模式。任何一种失效模式的出现都会导致水闸 被破坏， 因此失效模式之间可以看作为串联。一 般来说， 水闸的潜在失效模式有沿闸基面的滑 动 、深 层 滑 动 、下 游 闸 趾 压 坏 、上 游 闸 踵 拉 裂 和 上 下 游 应 力 不 均 匀 等 几 种 ［ １］ 。 由 于 各 种 失 效 模 式 之 间存在相关性（０＜!＜１， ! 为相关系数）， 即一种失效 模式的发展会引起其它失效模式的发展， 这种相 关性增加会提高整个体系的可靠度。通过考虑这 些失效模式的相关性， 水闸体系可靠度的计算准 确性将会得到提高。
ＰＮＥＴ 法优点在于既考虑了失效模式之间的
相关性，又计算较简便，且通常分组不多，精度较
高。目前， 界限相关系数 !０ 一般凭经验选取， 本文
选取 !０＝０．８。
２ 水闸闸室可靠度分析的数学模型
本文水闸闸室可靠度分析主要考虑 ４ 种极限
状态： 闸基面抗滑稳定极限状态、下游闸趾抗压强
度（地基 承 载）极 限 状 态 、上 游 闸 踵 不 出 现 拉 应 力
排灌机械 第 ２４ 卷 第 ２ 期
王建华 等： 水闸闸室体系可靠度分析
· !" ·
一般界限公式只考虑了单个失效模式的失
效概率， 而没有考虑失效模式间的相关性， 因而
一般情况下界限较宽， 适用于粗略估计结构体系
的 可 靠 度 。 在 考 虑 失 效 模 式 相 关 性 后 ， Ｄｉｔｌｅｖｓｅｎ
给出改进的串联体系失效概率窄界限公式：
· "! ·
ＤＲＡＩＮＡＧＥ ＡＮＤ ＩＲＲＩＧＡＴＩＯＮ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ Ｖｏｌ．２４ Ｎｏ．２
水闸闸室体系可靠度分析
王建华 １， 贾仁年 ２
（１． 浙江水利水电学校， 浙江 杭州 ３１００１６； ２． 浙江省乐清市水利水电勘测设计院， 浙江 乐清 ３２５６０８）
摘要： 在结构体系可靠度研究的基础上， 根据水闸的工作特点， 对服役水闸的体系可靠度计算方法进行了 探讨， 并分析了建于软基上的水闸闸室的体系可靠度， 对水闸闸室的安全性进行了评价。软基上的水闸可看成 由 ４ 种 主 要 失 效 模 式（沿 闸 基 面 的 滑 动 、下 游 闸 趾 压 坏 、上 游 闸 踵 拉 裂 和 上 下 游 应 力 不 均 匀）所 组 成 的 串 联 体 系。通过工程实例， 建立了水闸极限状态功能函数， 运用 Ｍｏｎｔｅ－ ｃａｒｌｏ 法求得对应的可靠性指标与失效概率； 并 用常用的体系可靠度计算方法得到水闸体系可靠度和失效概率。由计算结果看出， 水闸闸室沿闸基面滑动为 水闸的最主要失效模式， 上下游应力不均匀、上游闸踵拉裂、下游闸趾压坏为次要失效模式。可采取相应措施 来提高水闸的抗滑稳定性。另外 ， 某些变量的随机特性对失效模式的可靠性指标影响甚大， 变量摩擦系数、粘 聚力为影响水闸稳定的关键参数， 而变量上下游水位则影响上下游应力的不均匀性。
∑Ｐ— ——水平作用力总和。
（ ２） 抗力函数为：
Ｒ（ /） ＝ ｆ∑Ｇ＋ＣＡ
式中， ｆ 为地基抗剪摩擦系数； Ｃ 为地基抗剪粘聚
力； ∑Ｇ 为水闸竖向力总和； Ａ 为闸底板的面积。
（ ３） 极限状态方程为：
Ｚ１ ＝ ｆ∑Ｇ＋ＣＡ－ ∑Ｐ＝０
（ ９）
２．２ 闸趾抗压强度极限状 态 功 能 函 数 与 极 限 状
关键词： 水闸闸室； 体系可靠度； 失效模式； 可靠指标； 失效概率 中图分类号：ＴＶ６９３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５－６２５４（２００６）０２－００１６－０４
可靠度分析是以概率理论为基础， 以可靠度 来表示系统安全程度的一种尺度， 它不仅与系统 内各基本变量的均值有关， 而且还与其变异性有 关。本文从工程可靠度的角度来考察已建水闸闸 室的安全性， 运用近代可靠度分析理论对水闸闸 室的整个体系失效概率进行定量分析。考虑了设 计参数的随机性， 并基于试验数据， 对状态参数 进行统计分析， 进而求得水闸闸室的体系可靠度 指标和失效概率。
极限状态和上下游应力不均匀（ 应力比控制） 极限
状态。其中， 前一种是抗滑稳定要求， 后三种是强
度要求。据此建立其结构功能函数与极限状态方
程。
２．１ 闸基抗滑稳定极限状 态 功 能 函 数 与 极 限 状
态方程
（ １） 作用效应函数表达式为：
Ｓ（ /） ＝∑Ｐ
式中 Ｓ（ /） — ——水闸结构作用效应函数，
函数 Ｚ 都是非线性的， 可以用泰勒级数在验算点
ｘ＊ 处展开， 对应的相关系数为：
!ｉｊ＝［ ｃｏｖ（Ｚｉ，Ｚｊ）］ （"Ｚ·ｉ "Ｚｊ）－１＝∑（#ｉｋ·#ｊｋ）
（ ５）
式中， #ｉｋ，#ｊｋ 为灵敏系数， 其计算式为：
－１
% & (’ % & ) #ｉｋ＝
#Ｇ
$ｘｋ ｘ＊
均值、变异系数及相应分布类型后， 便可采用
Ｍｏｎｔｅ－ ｃａｒｌｏ 法 求 解 各 极 限 状 态 方 程 相 应 的 可 靠
性指标 !ｉ 及失效概率 ｐｉ； 根据各功能 函数间的相 关情况， 用上述介绍的界限范围方法或 ＰＮＥＴ 法
可计算其结构体系可靠度。
３ 算例
３．１ 工程概况及参数 浙江省某 ５ 孔 水闸， 闸孔净 宽 １３ ｍ， 闸墩厚
态方程
（ １） 作用效应函数表达式为：