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坝基抗滑稳定

/rock mass sliding stability in dam foundation/
条目作者宋胜武

宋胜武

最后更新 2024-12-05
浏览 138
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岩基上的重力坝及其地基,在规定的荷载作用下不发生滑移、保持稳定的分析方法和工程措施。

英文名称
rock mass sliding stability in dam foundation
所属学科
土木工程

坝基抗滑稳定分析方法有刚体极限平衡法、数值分析法、地质力学模型试验法等。一般以刚体极限平衡法为坝基抗滑稳定分析的基本方法。坝基滑动有两种基本模式:沿坝基建基面的滑动和沿坝基深层滑移面的滑动。

沿坝基建基面滑动的稳定分析,如图a所示,可按极限平衡法的抗剪断(剪摩)强度公式或抗剪(纯摩)强度公式计算坝基面的抗滑安全系数。重力坝抗滑安全系数控制标准与计算公式和荷载组合有关。荷载组合分基本荷载和特殊荷载两种组合。基本荷载是指大坝正常运行或设计洪水位情况下的荷载组合;特殊荷载则是非正常情况下如超设计洪水或地震时的荷载组合。

当坝基内存在不利的缓倾角软弱结构面时,坝体连同部分岩体有可能沿软弱结构面向下游产生滑移,即坝基深层滑动。坝基深层滑动的可能性大体上有两种情况:第一种深层滑动为单滑面滑动,其中一类为滑动面倾向下游,滑动面出露或与倾角较大的断层破碎带相交,如图b所示;另一类为滑动面倾向上游,滑动面出露,如图c所示。第二种深层滑动情况为双滑动面,坝基存在倾向上游和倾向下游两组软弱结构面,如图d所示。

坝基抗滑稳定分析模式示意图坝基抗滑稳定分析模式示意图

在刚体极限平衡法的分析中,合理选取滑动面的强度参数是一个十分关键的问题。在规划阶段可参照规范或经验选取;在可行性研究阶段应经现场试验确定。现场试验要按照地质单元或岩石质量类别分别进行,每个单元试验应有代表性和足够的数量。计算采用值一般以试验值为基础,参照以往类似工程经验,结合现场实际情况综合确定。另外坝基剪切破坏的机理尚不十分清楚,剪应力的分布也不易精确计算。由此可见,坝基抗滑稳定分析计算只是半经验性质的,计算的抗滑安全系数并不是真正的抗滑安全系数值,它们只能同荷载计算方法、材料的力学参数以及要求的安全系数配套使用。

提高坝体抗滑稳定的工程措施包括增加滑移体重量、提高滑移面抗剪能力和减小扬压力三个方面。具体措施有:①挖除坝基软弱岩体或结构面。②增加坝体重量,放缓上游坝坡以利用坝面上的水体重量。③设置混凝土齿槽或混凝土洞塞,切断坝基浅层软弱岩带。④采用预应力锚索或混凝土锚固桩加固地基。⑤采用防渗排水措施减小坝基扬压力。

  • 彭土标.水力发电工程地质手册.北京:中国水利电力出版社,2011.
  • 张楚汉.水工建筑学.北京:清华大学出版社,2011.
  • 李珍照.中国水利百科全书水工建筑物分册.北京:中国水利电力出版社,2004.

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