坝基岩体稳定性工程地质分析ppt课件.ppt

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1、坝基岩体稳定性的工程地质分析第一节坝基岩体的压缩变形与承载力一、坝基岩体的压缩变形压缩变形对重力坝来说，主要是引起坝基的沉陷，而拱坝则除坝基沉陷变形外，还有沿拱端推力方向引起的近水平向的变形。对于坚硬完整的岩体，变形模量值很高，压缩变形很小，当变形均匀一致时，对坝体的安全稳定没有明显影响。但当发生不均匀沉陷或一岸岩体变形较大时，则可使坝体中产生拉应力，从而发生裂缝，甚至使整个坝体遭到破坏。尤其拱坝对两岸岩体的不均一变形特别敏感，所以要求极为严格。导致发生不均匀变形的地质因素主要有下列三方面。（1）岩性软硬不一，变形模

2、量值相差悬殊。某坝基岩体由不同岩层组成，变形模量相差很大，结果引起较大的不均匀沉陷，导致坝体发生裂缝。一般情况下粘土页岩、泥岩、强烈风化的岩石以及松散沉积物，尤其是淤泥、含水量较大的粘性土层等，都是容易产生较大沉陷变形的岩层。（2）坝基或两岸岩体中有较大的断层破碎带、裂隙密集带、卸荷裂隙带等软弱结构面，尤其当张开性裂隙发育且裂隙面大致垂直于压力方向时，易产生较大的沉陷变形。（3）岩体内存在有溶蚀洞穴或潜蚀掏空现象，产生塌陷而导致不均匀变形。二、坝基岩体承载力坝基岩体承载力是指在保证建筑物安全稳定的条件下，地基单位面积

3、能够承受的最大荷载压力，所以也称为容许承载力。它既包括不允许因过大沉陷变形所引起的破坏，也包括不允许地基岩体发生破裂或剪切滑移而导致的破坏。所以它是一个综合性的指标。多用在设计的初期阶段或小型工程，地质条件较简单的情况。对于大、中型或重要水工建筑则需根据变形试验或抗剪断试验指标，分别计算其沉陷变形和抗滑稳定安全系数等数值。岩石地基承载力的确定主要有：现场荷载试验、经验类比及据抗压强度进行折减等三种方法。(1)现场荷载试验。(2)经验类比法。工程岩体质量分级标准港口工程地质勘察规范(3)岩石单轴饱和抗压强度乘以折减系数

4、水电工程中常用的，较详细具体的折减系数取值方法第二节坝基（肩）岩体的抗滑稳定分析一、坝基岩体滑动破坏的类型1.表层滑动表层滑动指坝体沿坝底与基岩的接触面（通常为混凝土与岩石的接触面）发生剪切破坏所造成的滑动，所以也称为接触滑动。滑动面大致是个平面。当坝基岩体坚硬完整不具有可能发生滑动的软弱结构面，且岩体强度远大于坝体混凝土强度时，才能出现这种情况，另外地基岩面的处理或混凝土浇筑质量不好也是形成这种滑动的因素之一。2、浅层滑动当坝基岩体软弱，或岩体虽坚硬但表部风化破碎层没有挖除干净，以致岩体强度低于坝体混凝土强度时，则

5、剪切破坏可能发生在浅部岩体之内，造成浅层滑动。滑动面往往参差不齐。一般较大型的混凝土坝对地基处理要求严格，所以浅层滑动不是控制设计的主要因素。而有些中、小型水库，坝基发生事故则常是由于清基不彻底而造成的。3、深层滑动发生在坝基岩体的较深部位，主要是沿软弱结构面发生剪切破坏。深层滑动是高坝岩石地基需要研究的主要破坏形式。二、坝基岩体滑动的边界条件分析切割面是将岩体切割开来，形成不连续块体的结构面。它通常是由较陡的软弱结构面构成的，如各种陡倾的断层和裂隙等。其中，走向垂直于坝轴的陡倾结构面，常是滑移体的侧向切割面，走向平

6、行于坝轴线且靠近坝踵附近的陡倾结构面，走向大致垂直于水平推力，当岩体下滑时它承受拉应力而被拉裂，所以也称做拉裂面或横向切割面。临空面是滑移体与变形空间相临的面，变形空间是指滑移岩体可向之滑动而不受阻碍或的阻力很小的自由空间，河床地面是最常遇到的水平临空面。坝趾附近河床中有深潭、深槽、溶洞或是溢流冲刷坑等时，则可形成陡立的临空面，滑动岩体的下方存在有可压缩的大破碎带、节理密集带、软弱岩层时，也可因发生较大的压缩变形而起到临空面的作用。滑动面常是由平缓的软弱结构面构成，例如缓倾的页岩夹层、泥化夹层、节理、卸荷裂隙、断层破

7、碎带等。它们的抗滑能力显著的低于坝基底面与基岩接触面的抗剪强度，也低于岩体中其他界面或部位的抗剪强度。坝基滑动边界条件示意图三、边界条件的阻滑因素1、滑动面的阻滑因素2、侧向切割面的阻滑作用通常进行抗滑稳定分析是不计岩体的侧向抗滑作用的，只把它作为安全储备。当切割面与滑动方向以一个较小的角度斜交，或倾角不是90，在这种情况下，它就兼有滑动面的性质，且其阻滑力还常是不小的。3、坝下游抗力体的阻滑作用在坝基下可能发生滑移的岩体中，有时下游的局部岩体具有支撑或抗滑作用，这部分岩体中的称做抗力体表层滑移稳定性深层滑移稳定性坝

8、基处理一、清基清基就是将坝基表部的松散软弱、风化破碎及浅部的软弱夹层等不良的岩层开挖清除掉，使坝体放在比较新鲜完整的岩体上。建基面标高的确定（大坝地基开挖深度），对整个工程的投资、工期以及安全稳定都会产生很大的影响。坝基开挖深度确定按照我国《混凝土重力坝设计规范》，100m以上的混凝土重力坝需建在坚硬岩石的新鲜、微风化或弱风带的下部基岩上；坝高