🏎️ CFRD Settlement Predictor

Predict concrete-face rockfill dam settlement from height and compression modulus.

📐 计算公式 / 原理

施工期沉降（分层总和法）Sc = Σ[γ·z_i ÷ (E×1000)] × dz，z_i = (i−0.5)·dz，dz = H/n；竣工后最终沉降 S∞ = α×10⁻³·H；t 时刻沉降 St = S∞·(1 − e^(−c·t))；总沉降 S = Sc + St；沉降率 = S ÷ H × 100%；稳定时间 t稳 = −ln(1−阈值比) ÷ c；面板挠度 = St·β

面板堆石坝沉降分施工期与竣工后两部分：施工期按分层总和法，将坝体沿高度分为 n 层，每层竖向应力 γ·z 除以压缩模量得应变，乘层厚后累加；竣工后按指数固结模型，最终沉降与坝高成正比（系数 α‰），任一时刻沉降按 1−e^(−ct) 增量逼近。总沉降率为总沉降与坝高之比，竣工后沉降率与总沉降率常分别控制在 0.5% 与 1.0% 以内。

坝高 H (m)

压缩模量 E (MPa)

填筑容重 γ (kN/m³)

竣工后沉降系数 α (×10⁻³)

固结衰减系数 c (1/年)

预测时间 t (年)

面板挠度系数 β

稳定判定阈值 (%)

分段数 n

💡 施工期沉降 Sc=γH²/(2E×1000)；竣工后最终沉降 S∞=α×H；t时刻沉降 S(t)=S∞(1-e^(-ct))；稳定时间 t_st=-ln(1-阈值)/c

Formula & Standard References

Item	Formula / Note	Source / Standard
Settlement (hyperbolic)	St = S∞·t / (a + t), a: parameter	SL 228 Design code for CFRC dams; dam settlement practice
Layerwise summation	S = Σ (e1i−e2i)/(1+e1i)·hi	GB/T 50123; SL 274

⚠️ 注意事项

压缩模量 E：优质堆石 100~200MPa，一般堆石 50~100MPa，软岩 20~50MPa
竣工后沉降系数 α：优质堆石 1~2×10⁻³，一般 2~4×10⁻³，软岩 4~8×10⁻³
固结衰减系数 c 反映沉降速率，一般 0.3~1.0/年，c 越大沉降收敛越快
面板挠度系数 β 约 0.3~0.5，面板挠度约为竣工后沉降的 β 倍
竣工后沉降宜控制在坝高的 0.5% 以内，否则需改善填筑质量
分段数 n 越大分层总和法精度越高，默认 20 段

🕘 最近预测

暂无预测记录

📚 深度解析：面板堆石坝沉降预测

💡 常见使用场景

填筑期与蓄水期分层沉降估算。

面板脱空与周边缝变形预警。

监测数据反演压缩模量。

分层沉降

坝高 150 m、分层压缩率约 1%、分 21 层 → 总沉降 ≈ 150×0.01≈1.5 m，需预留面板裕量。

蓄水增量

蓄水后水下部分附加沉降约 0.2~0.5 m，纳入周边缝变形设计。

❓ 常见问题（FAQ）

沉降影响面板？

过大或不均沉降致面板脱空、周边缝张开，是防渗关键风险。

怎么控制？

弱风化料、薄层碾压、上游设垫层，配合监测预警。

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