河海大学工程地质第五章课件.ppt

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1、第五章坝基岩体稳定性的工程地质分析概述5.1坝基岩体的压缩变形与承载力5.2坝基（肩）岩体的抗滑稳定分析5.3坝基岩体抗滑稳定计算参数的选定5.4降低坝基岩体抗滑稳定性的作用5.5坝基处理概述从世界上坝的破坏情况来看，原因是多种多样的。地质方面的原因造成的破坏事故约占30％一4096，其中，从具体的破坏原因和形式来看，又可详分如下类型：(1)由于坝基的强度较低，运行期间又遭到进一步恶化所造成的破坏。(2)由于坝基(肩)的抗沿稳定性较低．运行期间又遗到进一步恶化所造成的滑动破坏。(3)因坝基中存在有抗剪强度低的土层而造成的土坝或堆石坝坝基和坝坡的坍滑。(4)因坝下渗

2、透水流将坝基岩石中的细颗粒物质带走，使坝基被构空而造成的破坏。(5)由于坝肩岩体的稳定性较低，运行期间空隙水压力增大又使其稳定性进一步恶化所造成的坝肩滑动破坏。安徽拇山水库大坝的事故就是这样造成的。(6)坝下游岩体冲刷(溢流冲刷)构空，也可造成大坝的破坏。(7)由地震和水库地震所造成的破坏或损害。各种坝型对工程地质条件的要求⑴土石坝土石和堆石坝是由粘土、黄土、砂土、砾石、碎石、块石料散体堆积而成的，上下游边坡与堆筑材料的稳定坡角应相适应，以保持坝坡的稳定。⊙特点：①坝体是柔性的，允许产生较大的变形。②坝体断面和底宽均较大，对地基的压应力较小，抗滑稳定问题不突出。③

3、防渗墙的重要性。④坝顶不能溢流：对两岸地形（垭口或有布置洞群的条件）要求高，对近坝库段稳定（涌浪漫顶）要求高。⊙要求或问题总体上看，对坝基要求低，但应注意研究如下问题：①坝肩边坡较陡时，应注意坝体与地基岩体的接触问题；②当坝基分布有深厚砂砾石层时，应注意渗漏和渗透稳定；③当坝基分布有软土层时：承载力低，沉降大；厚度变化大时，不均匀沉降问题突出；④当坝基分布有黄土时，应注意湿陷性问题；⑤当坝基分布有疏松砂土及少粘性土（粘粒含量<15%）时，应注意液化问题（静力和动力）；⑥当坝基分布有岩溶时，应注意渗漏和塌陷问题；⑦当坝基分布有断层破碎带以及强透水带或泥化夹层时，应注

4、意渗透变形、抗滑稳定问题；⑧应注意含有可溶岩类的岩土体；⑨透水坝基下游坝趾处分布有连续的、透水性较差的覆盖层时，应注意扬压力和流土问题；⑩需有丰富的、满足质量要求的天然建材。⑵重力坝⊙特点：①坝体刚度大，坝基不允许产生较大的不均匀变形；②坝体断面和底宽相对较大，压应力也较大，所以对坝基的承载力和抗滑稳定要求均较高；③坝顶可布置泄洪建筑物，坝内可布置发电、泄洪建筑，所以对两岸可无布置洞群的要求；④对地形适应性好；⑤以自身重量维持稳定。⊙要求：①具有足够的抗滑能力，能满足抗滑稳定的要求；②具有足够的承载力和刚度，且要求具有较好的均匀性和完整性；③坝基、坝肩具有良好的抗

5、渗性和渗透稳定性，不产生大量渗漏和过大的扬压力，也不会产生岩体的软化、泥化和软弱夹层、断层破碎带的渗透变形；④峡谷区近坝库段和坝肩稳定性好；⑤采取坝顶泄水方案时，坝下游河床具有较好的抗冲刷能力；⑥坝址区附近应有足够的、符合质量要求的混凝土骨料或石料。⊙特点：①通过拱的传力作用将水荷载等水平推力传至坝肩，其稳定性主要依靠坝肩维持；②拱坝的稳定性对坝的整体性和形态很敏感；③断面和底宽较小；④属整体结构，其抗震性能好。⊙要求：①对河谷断面形态要求高：对称、狭窄（V型、U型）、宽高比小（1.5~2理想，最好≯3.5，随着技术水平的提高，逐渐放宽，可大至十几）；②两岸坝肩要

6、求：完整、均匀、新鲜、稳定、强度高、耐风化。滑坡体、强风化岩体、断层破碎呆，具软弱夹层的易产生塑性变形和滑动的岩体均不宜作为两端的拱座。③由于底宽更小，所以对抗渗性和渗透稳定性要求更高。⑶拱坝龙滩水电站三峡水利枢纽工程ColoradoRiverandGlenColoradoRiverandGlenCanyonDamatPage,AZ.Viewdownstream.RocksarepartoftheGlenCanyongroupofTriassicandJurassicage.Note:2photoshere5.1坝基岩体的压缩变形与承载力1.坝基岩体的压缩变形重力

7、坝拱坝压缩变形坝基沉陷不仅有坝基沉陷，还有沿拱端推力方向引起的近水平向的变形。坚硬完整的岩体，变形模量值很高，压缩变形很小，如果变形均匀一致时，坝体安全稳定没有影响。但是一旦发生不均匀变形沉陷，坝体中产生拉应力，从而产生裂缝。产生不均匀变形的地质因素：岩性软硬不一，变形模量值相差悬殊。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。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。软弱岩层和软弱结构面的产状和分布位置对岩体变形有显著影响。2.坝基岩体承载力的计算与评价⑴确定承载力的方法①理论计算方法：1）极限荷载法：Pu=γDN

8、q+CNc