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1、第十六章第十六章 水利水电工程地质勘察水利水电工程地质勘察 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 水坝工程地质水坝工程地质 第三节第三节 水库工程地质水库工程地质 第四节第四节 水利水电工程地质勘察要点水利水电工程地质勘察要点 第一节第一节 概述概述 水利水电工程建设是一项造福于人类的伟大事业,它水利水电工程建设是一项造福于人类的伟大事业,它通过建造水工建筑物,利用和调节江河、湖泊等地表水体,通过建造水工建筑物,利用和调节江河、湖泊等地表水体,使之用于发电、灌溉、水运、水产、供水、改善环境、拦使之用于发电、灌溉、水运、水产、供水、改善环境、拦淤、防洪等,达到兴利除害的目的。水是廉价的常规能源,
2、淤、防洪等,达到兴利除害的目的。水是廉价的常规能源,我国水资源非常丰富,理论上能蕴藏量我国水资源非常丰富,理论上能蕴藏量6.86.8亿千瓦,占世界亿千瓦,占世界第一位,目前只开发了很少一部分。发展水利水电事业在第一位,目前只开发了很少一部分。发展水利水电事业在我国国民经济建设中具有非常重要的意义。我国国民经济建设中具有非常重要的意义。 水利水电工程不同于其他任何建筑工程表现为:水利水电工程不同于其他任何建筑工程表现为: 1 1、它由许多不同类型建筑物构成,因而对地质上也、它由许多不同类型建筑物构成,因而对地质上也提出各种要求;提出各种要求; 2 2、水对地质环境的作用方式是主要的,其对建筑影、
3、水对地质环境的作用方式是主要的,其对建筑影响范围广,产生一些其他类型建筑不具有的特别的工程响范围广,产生一些其他类型建筑不具有的特别的工程地质问题。地质问题。水工建筑物对地质体的作用主要表现在三个方面:水工建筑物对地质体的作用主要表现在三个方面: 1 1、各种建筑物以及水体对岩土体产生荷载作用,这就要、各种建筑物以及水体对岩土体产生荷载作用,这就要岩土体有足够的强度和刚度,满足稳定性的要求;岩土体有足够的强度和刚度,满足稳定性的要求; 2 2、水向周围地质体渗入或漏失,引起地质环境的变化,、水向周围地质体渗入或漏失,引起地质环境的变化,从而导致岸坡失稳、库周浸没、水库地震,也可以因为水文从而导
4、致岸坡失稳、库周浸没、水库地震,也可以因为水文条件改变导致库区淤积和坝下游冲刷等一系列工程地质问题;条件改变导致库区淤积和坝下游冲刷等一系列工程地质问题; 3 3、施工开挖采空,引起岩土体变形破坏。、施工开挖采空,引起岩土体变形破坏。沉陷沉陷图11-1 坝体因不均匀沉陷而断裂含漂砾的粘土 花岗片麻岩 透水的冰碛层 大坝 裂缝因坝基中存在有抗剪强度低的土层而造成的土坝或堆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。石坝坝基和坝坡的坍滑。未清除的耕土亚粘土含淤泥腐植土亚粘土1:31:251:31:21:21:3图11-2 四川团结水库坝坡坍滑示意剖面坝体砼基风化泥岩冲蚀洞裂
5、隙图11-3 四川永川县陈食水库条石连拱坝坝基渗透变形发展情况示意图图11-4 坝下游溢流冲刷发展 情况示意图 第二节第二节 水坝工程地质水坝工程地质 各类水坝的特点及其对工程地质条件的要求各类水坝的特点及其对工程地质条件的要求 坝区渗漏及对坝基稳定性的影响坝区渗漏及对坝基稳定性的影响 坝基(肩)抗滑稳定性问题坝基(肩)抗滑稳定性问题 坝址选择工程地质论证坝址选择工程地质论证 一、各类水坝的特点及其对一、各类水坝的特点及其对 工程地质条件的要求工程地质条件的要求 (一)重力坝(一)重力坝 (二)拱坝(二)拱坝 (三)土坝(三)土坝 (四)堆石坝(干砌石坝)(四)堆石坝(干砌石坝) 一、各类水坝
6、的特点及其对工程地质条件的要求一、各类水坝的特点及其对工程地质条件的要求水坝的分类水坝的分类按筑坝材料可分为:按筑坝材料可分为: 土坝、堆石坝、干砌石坝、混凝土坝等;土坝、堆石坝、干砌石坝、混凝土坝等;按坝体结构可分为:按坝体结构可分为: 重力坝、拱坝、支墩坝;重力坝、拱坝、支墩坝;按坝高(按坝高(H H)可分为:)可分为: 低坝(低坝(H30mH70mH70m) 不同类型的坝,其工作特点及对工程地质条件的要求不同类型的坝,其工作特点及对工程地质条件的要求是不同的,下面讨论几类常见水坝的特点及其对工程地是不同的,下面讨论几类常见水坝的特点及其对工程地质条件的要求。质条件的要求。 ( (一一)
7、)重力坝重力坝 重力坝也是一种常用坝型,有混凝土重力坝和浆砌石重力坝也是一种常用坝型,有混凝土重力坝和浆砌石重力坝。由于它结构简单,工作可靠,对地形适应性好,重力坝。由于它结构简单,工作可靠,对地形适应性好,所以在各种坝型中的比重仅次于土坝。所以在各种坝型中的比重仅次于土坝。 重力坝的特点是重量大,重力坝的特点是重量大,依靠其自重与地基间产生依靠其自重与地基间产生的摩擦力来抵抗坝前库水的摩擦力来抵抗坝前库水等的水平推力,保持大坝等的水平推力,保持大坝稳定。稳定。 重力坝在满足抗滑稳定及无拉应力两个主要条件的同时,重力坝在满足抗滑稳定及无拉应力两个主要条件的同时,坝体内的压应力通常是不高的。如一
8、座高达坝体内的压应力通常是不高的。如一座高达70m70m的重力坝,共的重力坝,共坝体最大压应力一般不超过坝体最大压应力一般不超过2MN2MNm m2 2,所以材料强度未能被充,所以材料强度未能被充分利用,不经济。同时,由基础面较宽,地基面上的压应力分利用,不经济。同时,由基础面较宽,地基面上的压应力也是不高的。浇筑混凝土坝体时,由于温度效应会使其产生也是不高的。浇筑混凝土坝体时,由于温度效应会使其产生裂缝。为了克服上述缺点和节省材料近数十年来国内外创造裂缝。为了克服上述缺点和节省材料近数十年来国内外创造发展了宽缝式、空腹式、空腹填碴式及予应力式等新型重力发展了宽缝式、空腹式、空腹填碴式及予应力
9、式等新型重力坝。坝。重力坝对工程地质条件的要求是:重力坝对工程地质条件的要求是: 1 1坝基岩石的强度要高。要求坝基岩石坚硬完整,有较高的抗坝基岩石的强度要高。要求坝基岩石坚硬完整,有较高的抗压强度,以支持坝体的重量。同时,也应具有较大的抗剪强度,压强度,以支持坝体的重量。同时,也应具有较大的抗剪强度,以利于其抗滑稳定性。因此,重力坝一般要求修建在坚硬的岩石以利于其抗滑稳定性。因此,重力坝一般要求修建在坚硬的岩石地基上,软基是不适宜的。当坝基岩层中有缓倾角的软弱夹层、地基上,软基是不适宜的。当坝基岩层中有缓倾角的软弱夹层、泥化夹层和断层破碎带等软弱结构面存在时,对重力坝的抗滑稳泥化夹层和断层破
10、碎带等软弱结构面存在时,对重力坝的抗滑稳定很不利,尤其是那些倾向与工程作用力方向一致的缓倾角软弱定很不利,尤其是那些倾向与工程作用力方向一致的缓倾角软弱结构面。坝基中若有河流覆盖层和强风化基岩时,需清除或加固。结构面。坝基中若有河流覆盖层和强风化基岩时,需清除或加固。 2 2,坝基岩石的渗透性要弱。坝基岩石中的缝隙,会产生渗漏及,坝基岩石的渗透性要弱。坝基岩石中的缝隙,会产生渗漏及扬压力,对水库蓄水效益和坝基抗滑稳定均不利。特别是强烈岩扬压力,对水库蓄水效益和坝基抗滑稳定均不利。特别是强烈岩溶化地层和顺河向的大断裂破碎带,在坝址勘察中应十分注意,溶化地层和顺河向的大断裂破碎带,在坝址勘察中应十
11、分注意,对它们的处理常常是很复杂和困难的。对它们的处理常常是很复杂和困难的。 3 3,就近应有足够的、合乎质量要求的砂砾石和碎石等混凝土粗,就近应有足够的、合乎质量要求的砂砾石和碎石等混凝土粗细骨料,它往往是确定重力坝型的依据之一细骨料,它往往是确定重力坝型的依据之一。( (二二) )拱坝拱坝 拱坝在平面上呈圆弧形,凸向上游,拱脚支承于两岸。拱坝在平面上呈圆弧形,凸向上游,拱脚支承于两岸。作用于坝体上的库水压力等,借助于拱的推力作用传递作用于坝体上的库水压力等,借助于拱的推力作用传递给拱端两岸的山体,并依靠它的支承力来维持稳定。给拱端两岸的山体,并依靠它的支承力来维持稳定。 拱坝的上述结构特点
12、,决定了它对工程地质条件的特殊拱坝的上述结构特点,决定了它对工程地质条件的特殊要求:要求: 1 1,坝址应为左右对称的峡谷地形。河谷高宽比愈大的,坝址应为左右对称的峡谷地形。河谷高宽比愈大的“V”V”形峡谷,愈有利于发挥拱坝的推力结构作用。若地形峡谷,愈有利于发挥拱坝的推力结构作用。若地形不对称,就需开挖或采取结构措施使之对称。形不对称,就需开挖或采取结构措施使之对称。 2 2坝基及拱端应座落在坚硬完整、新鲜均匀的基岩上,坝基及拱端应座落在坚硬完整、新鲜均匀的基岩上,上下游岸坡和拱端岩体稳定,且无与推力方向一致的软上下游岸坡和拱端岩体稳定,且无与推力方向一致的软弱结构面存在。弱结构面存在。(三
13、)土坝(三)土坝 利用当地土料堆筑而成的一种历史最悠久,采用最广泛利用当地土料堆筑而成的一种历史最悠久,采用最广泛的坝型。它有很多优点:可以就地取材、结构简单,施工的坝型。它有很多优点:可以就地取材、结构简单,施工技术容易为群众掌握,抗震性能强,而且对地质条件的要技术容易为群众掌握,抗震性能强,而且对地质条件的要求在各类坝型中是最低的。按其筑坝材料和防渗结构不同,求在各类坝型中是最低的。按其筑坝材料和防渗结构不同,可以分为若干类型。可以分为若干类型。土坝对工程地质条件的要求是:土坝对工程地质条件的要求是: 1 1)坝基要有一定的强度。由于土坝允许产生较大的变形,故)坝基要有一定的强度。由于土坝
14、允许产生较大的变形,故可以在土基可以在土基( (软基软基) )上修建。要求坝基材料具有一定的承载能力上修建。要求坝基材料具有一定的承载能力和抗剪强度。选择坝址时,应避免以淤泥软土层,膨胀、崩解和抗剪强度。选择坝址时,应避免以淤泥软土层,膨胀、崩解性较强的土层,湿陷性较强的黄土层以及易溶盐较高的岩层作性较强的土层,湿陷性较强的黄土层以及易溶盐较高的岩层作为坝基。为坝基。 2 2)坝基透水性要小。坝基若是深厚砂卵石层或岩溶化强烈的)坝基透水性要小。坝基若是深厚砂卵石层或岩溶化强烈的碳酸盐岩类,则不仅产生严重的渗漏,影响水库蓄水效益,而碳酸盐岩类,则不仅产生严重的渗漏,影响水库蓄水效益,而且可能会出
15、现渗透稳定问题。在河谷地段地下水位甚低、岩石且可能会出现渗透稳定问题。在河谷地段地下水位甚低、岩石透水性较强的碳酸盐岩区建坝,常会出现。我国北方的中小型透水性较强的碳酸盐岩区建坝,常会出现。我国北方的中小型土坝此类问题较突出。土坝此类问题较突出。 3 3)就近要有数量足够和质量合乎要求的土料,包括一般的堆)就近要有数量足够和质量合乎要求的土料,包括一般的堆填料和防渗粘土料,它直接影响坝的经济条件和坝体质量。填料和防渗粘土料,它直接影响坝的经济条件和坝体质量。 二、坝区渗漏及对坝基稳定性的影响二、坝区渗漏及对坝基稳定性的影响 坝区渗漏:水库蓄水后,坝上、下游形成一定的坝区渗漏:水库蓄水后,坝上、
16、下游形成一定的水位差(压力水头),在该水头作用下,库水将水位差(压力水头),在该水头作用下,库水将从坝区岩土体内的空隙通道向坝下游渗出,称其从坝区岩土体内的空隙通道向坝下游渗出,称其为坝区渗漏。为坝区渗漏。 同时,渗流场的水流具有一定的渗透压力和同时,渗流场的水流具有一定的渗透压力和上托力,使土石体产生渗透变形或对岩体产生扬上托力,使土石体产生渗透变形或对岩体产生扬压力而不利于抗滑稳定性。压力而不利于抗滑稳定性。(一)坝区渗漏条件分析及渗漏量计算(一)坝区渗漏条件分析及渗漏量计算 (二)渗透水流对坝基稳定性的影响(二)渗透水流对坝基稳定性的影响 (三)裂隙岩体防渗减压措施(三)裂隙岩体防渗减压
17、措施 (一)坝区渗漏条件分析及渗漏量计算(一)坝区渗漏条件分析及渗漏量计算 1 1、 渗漏条件分析渗漏条件分析坝基渗漏:坝底下的渗漏为坝基坝基渗漏:坝底下的渗漏为坝基渗漏;渗漏;绕坝渗漏:坝肩部位的渗漏为绕绕坝渗漏:坝肩部位的渗漏为绕坝渗漏。坝渗漏。 坝区渗漏是诸多水利工程中一坝区渗漏是诸多水利工程中一种普遍的地质现象,一旦渗漏量种普遍的地质现象,一旦渗漏量过大,就会影响水库的效益,或过大,就会影响水库的效益,或者渗透水流作用危及坝体安全,者渗透水流作用危及坝体安全,此时,坝区渗漏成为必须防治的此时,坝区渗漏成为必须防治的工程地质问题。工程地质问题。 (1 1)第四系松散土石体坝区渗漏)第四系
18、松散土石体坝区渗漏 决定因素:第四系土石体透水性取决于其粒度成分、密实度、分选性和土决定因素:第四系土石体透水性取决于其粒度成分、密实度、分选性和土层结构,这些又与其成因、形成时间有关。层结构,这些又与其成因、形成时间有关。 渗漏条件分析渗漏条件分析 等粒土石体的渗透系数随粒径增大,渗透系数可以成倍增大;等粒土石体的渗透系数随粒径增大,渗透系数可以成倍增大; 从成因类型看:冲积物分选好,细粒含量少,透水性较好;洪、坡积物从成因类型看:冲积物分选好,细粒含量少,透水性较好;洪、坡积物总的来说大小混杂,分选性差,透水性较差;而冰碛物分选性更差,透水性总的来说大小混杂,分选性差,透水性较差;而冰碛物
19、分选性更差,透水性极弱。同一成因的沉积物,随着沉积时代由新到老,透水性一般会变小。极弱。同一成因的沉积物,随着沉积时代由新到老,透水性一般会变小。 按渗透系数和渗透率大小,可将土石体分为几个不同透水性等级。按渗透系数和渗透率大小,可将土石体分为几个不同透水性等级。第四系沉积物渗漏条件分析,应从第四系地貌和成第四系沉积物渗漏条件分析,应从第四系地貌和成因类型分析入手,注意查明粗粒物质和细粒物质的分因类型分析入手,注意查明粗粒物质和细粒物质的分布和结构组合状况,能否产生坝基渗漏不仅与透水层布和结构组合状况,能否产生坝基渗漏不仅与透水层渗透性有关,往往还与相对隔水层的分布有关。渗透性有关,往往还与相
20、对隔水层的分布有关。 (2 2)裂隙岩体坝区渗漏)裂隙岩体坝区渗漏裂隙岩体渗漏通道主要是各种结构面和溶蚀空隙裂隙岩体渗漏通道主要是各种结构面和溶蚀空隙(洞)及其开启性、充填情况、连通情况。河谷(洞)及其开启性、充填情况、连通情况。河谷形态特征即是决定透水性强弱和入渗、排泄条件形态特征即是决定透水性强弱和入渗、排泄条件的重要因素。的重要因素。渗漏通道的形成:渗漏通道的形成:在坝区发育的顺河断裂、裂隙密集带、岸坡卸荷在坝区发育的顺河断裂、裂隙密集带、岸坡卸荷裂隙带、纵谷陡倾和横谷向上游缓倾的各种原生裂隙带、纵谷陡倾和横谷向上游缓倾的各种原生结构面,都可以构成强烈的渗漏通道。结构面,都可以构成强烈的
21、渗漏通道。 渗漏边界条件分析渗漏边界条件分析 库水沿断层或裂隙密集带产生的带状渗漏,或者由库水沿断层或裂隙密集带产生的带状渗漏,或者由于隔水层与透水层交互成层,库水沿其透水岩层产生的于隔水层与透水层交互成层,库水沿其透水岩层产生的层状渗漏,易于确定,便于防治层状渗漏,易于确定,便于防治。库水沿岩体中裂隙网络库水沿岩体中裂隙网络系统产生散状渗漏,无一系统产生散状渗漏,无一定方向性,边界条件复杂定方向性,边界条件复杂而不明确,此时可以进行而不明确,此时可以进行压水试验,根据渗透率大压水试验,根据渗透率大小绘制出透水性剖面图,小绘制出透水性剖面图,以了解岩体的透水性。以了解岩体的透水性。 2 2、渗
22、漏量的计算、渗漏量的计算 通过地质调查和分析以及水文地质试验,可以通过地质调查和分析以及水文地质试验,可以初步确定渗漏的途径、边界条件和计算参数。以初步确定渗漏的途径、边界条件和计算参数。以此为基础,便可以估算渗漏量的大小。渗漏量计此为基础,便可以估算渗漏量的大小。渗漏量计算是一项十分复杂的工作,往往很难找到一个切算是一项十分复杂的工作,往往很难找到一个切合实际的计算方法。实际工作中,多数情况下是合实际的计算方法。实际工作中,多数情况下是对实际地质条件做些简化,采用水力学计算(或对实际地质条件做些简化,采用水力学计算(或作流网图)方法进行估算,以便得到一个渗漏量作流网图)方法进行估算,以便得到
23、一个渗漏量的初步评价,为确定渗漏损失和合理的防渗措施的初步评价,为确定渗漏损失和合理的防渗措施提供依据。倘若要求较精确的计算结果,应尽可提供依据。倘若要求较精确的计算结果,应尽可能根据实际条件,采用流体力学等精确计算或用能根据实际条件,采用流体力学等精确计算或用模型模拟试验方法确定。模型模拟试验方法确定。 (1 1)坝基渗漏量计算)坝基渗漏量计算 表表16-316-3列出了几种简单条件下简化的计算式。有了单宽流量,列出了几种简单条件下简化的计算式。有了单宽流量,根据实际渗流带宽度根据实际渗流带宽度B B立即得到总渗漏量立即得到总渗漏量Q=BQ=B* *q q。上述均适用于层。上述均适用于层流状
24、态,若水流为紊流,只需将以上各式的水力坡度该为流状态,若水流为紊流,只需将以上各式的水力坡度该为I I1/21/2及及紊流渗透系数紊流渗透系数K KW W(I I1/21/2及及K KW W 参考水文地质学),便可用相应公式参考水文地质学),便可用相应公式计算渗漏量。计算渗漏量。 (2 2)绕坝渗漏量计算)绕坝渗漏量计算 绕坝渗漏集中发生在临近坝结构的岸边地带,因而岸边绕坝渗漏集中发生在临近坝结构的岸边地带,因而岸边地带某一范围内渗漏的边界条件,岩土透水性能以及初始地地带某一范围内渗漏的边界条件,岩土透水性能以及初始地下水位的状况,是绕坝渗漏的控制因素,绕坝渗漏计算也有下水位的状况,是绕坝渗漏
25、的控制因素,绕坝渗漏计算也有水力学方法、流体力学方法和实验室方法。目前基本上采用水力学方法、流体力学方法和实验室方法。目前基本上采用水力学方法,此法假设岸边流线形状与坝结构建筑物轮廓相水力学方法,此法假设岸边流线形状与坝结构建筑物轮廓相似,均为有规则的几何曲线,且沿流线流速不变,此外,绕似,均为有规则的几何曲线,且沿流线流速不变,此外,绕坝渗漏属三维流,而计算时假定为二维流,所以它是近似计坝渗漏属三维流,而计算时假定为二维流,所以它是近似计算方法,根据渗漏边界条件复杂程度有全带法和分束法,也算方法,根据渗漏边界条件复杂程度有全带法和分束法,也可通过流网法计算可通过流网法计算。 全带法全带法 分
26、束法分束法 全带法全带法 简单的水文地质条件下,并假定安边线平直,透水层均质,隔水底简单的水文地质条件下,并假定安边线平直,透水层均质,隔水底板水平,绕渗带为半圆形板水平,绕渗带为半圆形 渗流为无压层流时:渗流为无压层流时:渗流为有压层流时:渗流为有压层流时:式中:式中: H H为坝上、下游水头差;为坝上、下游水头差; M M为承压含水层厚度;为承压含水层厚度; r r0 0 为坝接头引用半径为坝接头引用半径 (L L为坝头轮廓周长);为坝头轮廓周长); B B为绕渗带宽度,为绕渗带宽度, , L L为绕渗带边缘长度,在沿坝轴线的剖面上,绕坝渗流边界一般以天为绕渗带边缘长度,在沿坝轴线的剖面上
27、,绕坝渗流边界一般以天然地下水位相当的水库正常高水位的某一点近似确定;然地下水位相当的水库正常高水位的某一点近似确定; 其他符号意义同前。其他符号意义同前。当岸边线形状复杂,隔水底板倾斜时,可采用分束计算流量的方法。当岸边线形状复杂,隔水底板倾斜时,可采用分束计算流量的方法。021lg366. 0rBhhHKQ0lg732. 0rBHMKQ0Lr LB 分束法分束法 当库岸及下游河岸形状复杂,隔水底板倾斜起伏时,需先近似地绘制当库岸及下游河岸形状复杂,隔水底板倾斜起伏时,需先近似地绘制半椭圆形流线,将渗流范围分成若干个渗流带,计算每一个渗流带的半椭圆形流线,将渗流范围分成若干个渗流带,计算每一
28、个渗流带的渗漏量(渗漏量(Q Q),然后将其综合起来,即为该岸的绕坝渗漏量(),然后将其综合起来,即为该岸的绕坝渗漏量(Q Q)。)。可根据卡明基公式近似计算:可根据卡明基公式近似计算:无压流时:无压流时:有压流时:有压流时: 式中:式中:b b、L L分别为代表某一渗流带长条的宽度和长度;分别为代表某一渗流带长条的宽度和长度;其它符号意义同前。其它符号意义同前。 LHhhbKQ 221LHMbKQQQ(二)渗透水流对坝基稳定性的影响(二)渗透水流对坝基稳定性的影响 流经坝基岩土体的渗透水流,由于库水与下游河道水位差流经坝基岩土体的渗透水流,由于库水与下游河道水位差引起很大的渗透压力,同时,浸
29、泡在水下的岩土体及部分坝引起很大的渗透压力,同时,浸泡在水下的岩土体及部分坝体受到向上作用的浮托力,这些都在一定程度上影响坝基稳体受到向上作用的浮托力,这些都在一定程度上影响坝基稳定性,从而可能导致坝体失稳。定性,从而可能导致坝体失稳。 扬压力扬压力:工程地质主要从坝基岩体抗滑稳定性角度上:工程地质主要从坝基岩体抗滑稳定性角度上去分析坝底面及深部岩体某滑移面上的水压力情况,把作用去分析坝底面及深部岩体某滑移面上的水压力情况,把作用于这些面上的渗透压力及浮托力总称为扬压力。于这些面上的渗透压力及浮托力总称为扬压力。 扬压力是对坝基稳定性极不利的因素,过高的扬压力可以扬压力是对坝基稳定性极不利的因
30、素,过高的扬压力可以直接导致坝体失稳,这在坝工建筑中不乏其例。直接导致坝体失稳,这在坝工建筑中不乏其例。几种典型的扬压力分布情况及计算公式:几种典型的扬压力分布情况及计算公式:1 1、坝基底面上上的扬压力、坝基底面上上的扬压力(1 1)对于厚度不大的均匀透水坝基、水)对于厚度不大的均匀透水坝基、水平建基面、无任何防渗措施条件下,坝踵平建基面、无任何防渗措施条件下,坝踵渗入点渗透压力为渗入点渗透压力为 (H H为上、为上、下游水位差,下游水位差,g g为重力加速度,为重力加速度,ww为水的为水的密度),坝趾渗出点渗透压力一般视为零。密度),坝趾渗出点渗透压力一般视为零。坝底任一点压力近似按线性分
31、布,则整个坝底任一点压力近似按线性分布,则整个坝底剖面上渗透压力分布呈三角形(坝底剖面上渗透压力分布呈三角形(2 2)。)。考虑到下游水位考虑到下游水位H H2 2对坝体产生浮托力对坝体产生浮托力(1 1),整个扬压力分布呈梯形(图),整个扬压力分布呈梯形(图16169 9)其值为)其值为 HgwHBgHBgww21221 一定尺寸的防渗帷幕和排水孔,一定尺寸的防渗帷幕和排水孔,坝基扬压力大小可用理论计算求得。坝基扬压力大小可用理论计算求得。我国我国混凝土重力坝设计规范混凝土重力坝设计规范规定,规定,要求设置帷幕后其中心线处扬压力大要求设置帷幕后其中心线处扬压力大小降至小降至 ;排水孔中心;排
32、水孔中心线扬压力降至线扬压力降至 ,其中,其中1 1、2 2称为剩余水头系数,一般称为剩余水头系数,一般1 1取取0.450.450.60.6,2 2取取0.20.20.40.4,此时扬,此时扬压力分布图压力分布图16161010,其值为,其值为 工程设计上,为了减小坝基扬压力常在坝基下设置防渗帷幕及排水措施工程设计上,为了减小坝基扬压力常在坝基下设置防渗帷幕及排水措施(如排水孔)。前者可截断水流或延长渗流途径,后者适量排水均可达到降(如排水孔)。前者可截断水流或延长渗流途径,后者适量排水均可达到降低扬压力的效果。低扬压力的效果。Hgw1Hgw2BbbHgHBgww211211221121 2
33、 2、深部滑移面上的扬压力、深部滑移面上的扬压力 由于深部滑移面往往是三维空间曲面或二维平面,扬压力分布比较由于深部滑移面往往是三维空间曲面或二维平面,扬压力分布比较复杂,可以近似地按一维线性分布规律计算,换算方法见图复杂,可以近似地按一维线性分布规律计算,换算方法见图16-1116-11,滑,滑移控制面上某一点水头值的计算公式为:移控制面上某一点水头值的计算公式为: 式中:式中:z z(x x)为结构面某一点的埋深;)为结构面某一点的埋深; HH(x x)为坝底面渗压水头投)为坝底面渗压水头投影到结构面上某一点的值。影到结构面上某一点的值。 )()()(xxxHzhs(三)裂隙岩体防渗减压措
34、施(三)裂隙岩体防渗减压措施1 1、基于裂隙岩体的渗透特性,归纳不同的坝区渗漏模型、基于裂隙岩体的渗透特性,归纳不同的坝区渗漏模型:(1 1)散状渗漏型:)散状渗漏型:在均质的结晶岩或层状岩体中,由于构造型式复杂,在均质的结晶岩或层状岩体中,由于构造型式复杂,各种结构面相交切,组成复杂的裂隙网格系统,岩体破碎,渗漏无一定各种结构面相交切,组成复杂的裂隙网格系统,岩体破碎,渗漏无一定方向,其边界条件极为复杂,渗漏量视裂隙数量及宽度、连通程度而定。方向,其边界条件极为复杂,渗漏量视裂隙数量及宽度、连通程度而定。(2 2)带状渗漏型:)带状渗漏型:在各种岩层中,由于某组结构面发育,如顺河的断在各种岩
35、层中,由于某组结构面发育,如顺河的断层或裂隙密集带,此组结构面(带)就成为集中渗漏通道。这种渗漏型层或裂隙密集带,此组结构面(带)就成为集中渗漏通道。这种渗漏型式简单、明显,边界条件易于确定。当各种结构面组合成为规模较大的式简单、明显,边界条件易于确定。当各种结构面组合成为规模较大的带状渗漏通道时,边界条件较复杂,渗漏量大。带状渗漏通道时,边界条件较复杂,渗漏量大。(3 3)层状渗漏型:)层状渗漏型:层状结构的水平或缓倾岩体中,透水层与隔水层交层状结构的水平或缓倾岩体中,透水层与隔水层交互成层,连续性较强的沉积结构面发育,可沿层状透水岩体明显地渗漏,互成层,连续性较强的沉积结构面发育,可沿层状
36、透水岩体明显地渗漏,这种情况下,构造结构面对渗漏不起主导作用,当多层的透水层与隔水这种情况下,构造结构面对渗漏不起主导作用,当多层的透水层与隔水层交互成层时,则形成多层状渗漏通道,规模较大,此种渗漏型式的渗层交互成层时,则形成多层状渗漏通道,规模较大,此种渗漏型式的渗漏带明显,边界条件易确定。漏带明显,边界条件易确定。 2 2、裂隙岩体防渗减压措施、裂隙岩体防渗减压措施 防渗措施原理上采取截断水流或延长渗径的办法,防渗措施原理上采取截断水流或延长渗径的办法,减压可通过防渗来实现,也可采用排水等其它措施。前减压可通过防渗来实现,也可采用排水等其它措施。前面渗透变形工程地质研究中已介绍了松散土体坝
37、基防治面渗透变形工程地质研究中已介绍了松散土体坝基防治渗漏和渗透变形的措施,这里只介绍关于坝基岩体的防渗漏和渗透变形的措施,这里只介绍关于坝基岩体的防渗减压措施。裂隙岩体采用最普遍的防渗减压措施是灌渗减压措施。裂隙岩体采用最普遍的防渗减压措施是灌浆帷幕和钻孔排水,在特殊地质条件下可使用防渗井。浆帷幕和钻孔排水,在特殊地质条件下可使用防渗井。 (1 1)灌浆帷幕)灌浆帷幕 (2 2)钻孔排水)钻孔排水 (3 3)断层带的防渗措施)断层带的防渗措施 (4 4)斜墙铺盖)斜墙铺盖 (1 1)灌浆帷幕:设置方法是距)灌浆帷幕:设置方法是距坝踵一定距离外,沿坝轴线方向布坝踵一定距离外,沿坝轴线方向布置一
38、排或几排钻孔,向孔内灌入水置一排或几排钻孔,向孔内灌入水泥浆液或其他化学浆液,共同构成泥浆液或其他化学浆液,共同构成一个完整的隔水墙,即所谓灌浆帷一个完整的隔水墙,即所谓灌浆帷幕。(图幕。(图16-1216-12)按规定,大型工程)按规定,大型工程岩体的渗透率岩体的渗透率q1Luq1Lu,中小型工程渗,中小型工程渗透率透率q3q35Lu5Lu,才予设置灌浆帷幕。,才予设置灌浆帷幕。当坝下隔水层埋深较小时,便可将当坝下隔水层埋深较小时,便可将帷幕深入到隔水层内帷幕深入到隔水层内3 35m5m,构成全,构成全封闭式帷幕;反可设置悬挂式帷幕,封闭式帷幕;反可设置悬挂式帷幕,一般深度一般深度0.30.
39、30.70.7倍坝高。帷幕长倍坝高。帷幕长度按坝基和坝肩防渗带总长度来确度按坝基和坝肩防渗带总长度来确定;帷幕厚度受灌浆的孔距及排距定;帷幕厚度受灌浆的孔距及排距控制,具体设计要求,有专门规程控制,具体设计要求,有专门规程可循。可循。 (2 2)钻孔排水:图)钻孔排水:图16-1216-12,在灌浆帷幕下游一定距离,在灌浆帷幕下游一定距离,设置一排或几排排水孔,将排走部分(或全部)渗压水流,设置一排或几排排水孔,将排走部分(或全部)渗压水流,起到降低扬压力的良好效果。排水孔常与帷幕配合使用,也起到降低扬压力的良好效果。排水孔常与帷幕配合使用,也可以单独使用。主排水孔的深度为防渗帷幕深度的可以单
40、独使用。主排水孔的深度为防渗帷幕深度的0.40.40.60.6倍,并不小于倍,并不小于10m10m,孔距一般,孔距一般2 23m3m,孔径不宜过小。对于高,孔径不宜过小。对于高坝,一般要求设置一排主排水孔,坝,一般要求设置一排主排水孔,2 23 3排辅助排水孔;中低排辅助排水孔;中低坝可以视情况设置坝可以视情况设置1 12 2排孔即可。排水孔距坝踵距离一般取排孔即可。排水孔距坝踵距离一般取0.10.10.150.15倍水头差。倍水头差。 排水孔与帷幕配合使用,也可以单独使用。排水孔与帷幕配合使用,也可以单独使用。(3 3)断层带的防渗措施:坝基中较大的顺河断层破碎带,除)断层带的防渗措施:坝基
41、中较大的顺河断层破碎带,除应专门加固处理外,还要进行防渗处理。当断层由角砾岩、应专门加固处理外,还要进行防渗处理。当断层由角砾岩、碎块岩组成时,其与帷幕相交的部位应全部处理,当断层带碎块岩组成时,其与帷幕相交的部位应全部处理,当断层带由断层泥、糜棱岩组成时,因含泥质较多,可灌性差,需采由断层泥、糜棱岩组成时,因含泥质较多,可灌性差,需采用防渗井措施,即沿断层带延伸方向挖除,回填混凝土,并用防渗井措施,即沿断层带延伸方向挖除,回填混凝土,并在两侧的影响带范围进行固结灌浆。在两侧的影响带范围进行固结灌浆。 (4 4)斜墙铺盖:)斜墙铺盖:坝肩部位贯通上下游的集中渗漏通道,并在上游坝肩部位贯通上下游
42、的集中渗漏通道,并在上游渗漏通道出露处设置粘土斜墙或铺盖,以隔断库水与渗漏通道的联系。渗漏通道出露处设置粘土斜墙或铺盖,以隔断库水与渗漏通道的联系。 三、坝基(肩)抗滑稳定性问题三、坝基(肩)抗滑稳定性问题 概述概述 重力坝坝基抗滑稳定性重力坝坝基抗滑稳定性 拱坝坝肩抗滑稳定性拱坝坝肩抗滑稳定性 提高坝基(肩)岩体稳定性的工程措施提高坝基(肩)岩体稳定性的工程措施 (一)概述(一)概述 在岩土体地基上建坝,首先必须在强度和变形上满足大坝荷在岩土体地基上建坝,首先必须在强度和变形上满足大坝荷载的要求,以便维持其稳定。对于松散土体坝基来说,强度比载的要求,以便维持其稳定。对于松散土体坝基来说,强度
43、比较低,总的变形量较大,因而只适宜于建造大底面、柔性结构较低,总的变形量较大,因而只适宜于建造大底面、柔性结构的土石坝,但是高压缩性土和不均一地基,往往产生过大的沉的土石坝,但是高压缩性土和不均一地基,往往产生过大的沉陷或不均匀沉陷,使得坝顶设计高度得不到保证或差异沉陷引陷或不均匀沉陷,使得坝顶设计高度得不到保证或差异沉陷引起坝身拉裂破坏。岩石坝基的承载力可根据岩块单轴饱和极限起坝身拉裂破坏。岩石坝基的承载力可根据岩块单轴饱和极限抗压强度,结合岩体节理裂隙发育程度来决定,变形一般可不抗压强度,结合岩体节理裂隙发育程度来决定,变形一般可不予考虑。但是,对于建在非均一岩基上的刚性坝,它们对不均予考
44、虑。但是,对于建在非均一岩基上的刚性坝,它们对不均匀沉陷非常敏感,要注意分析产生不均匀沉陷的地质条件,并匀沉陷非常敏感,要注意分析产生不均匀沉陷的地质条件,并进行不均匀沉陷验算。事实上,基岩上建坝,导致坝体破坏的进行不均匀沉陷验算。事实上,基岩上建坝,导致坝体破坏的地质原因主要是沿弱面的滑移剪切破坏。我国已建和在建的大地质原因主要是沿弱面的滑移剪切破坏。我国已建和在建的大坝中,因为抗滑稳定性问题不得不改变设计、延长工期、增加坝中,因为抗滑稳定性问题不得不改变设计、延长工期、增加投资或加固处理者占投资或加固处理者占1/31/3。 (二)重力坝坝基抗滑稳定性(二)重力坝坝基抗滑稳定性重力坝完全是依
45、靠自身重量与坝基岩体之间产生摩擦重力坝完全是依靠自身重量与坝基岩体之间产生摩擦力来维持稳定的。一旦坝基存在地质上的缺陷,使之力来维持稳定的。一旦坝基存在地质上的缺陷,使之产生的有效摩擦力不足以维持平衡,便可能沿这些弱产生的有效摩擦力不足以维持平衡,便可能沿这些弱面产生整体剪切滑动,导致坝体破坏失稳。这些地质面产生整体剪切滑动,导致坝体破坏失稳。这些地质上的弱面通常是坝体与坝基岩体接触界面、坝基浅部上的弱面通常是坝体与坝基岩体接触界面、坝基浅部风化软弱岩体及深部软弱结构面。风化软弱岩体及深部软弱结构面。 因而产生滑移破坏的类型是:因而产生滑移破坏的类型是: 1 1、表层滑动、表层滑动 2 2、岩
46、体浅部滑动、岩体浅部滑动 3 3、岩体深部滑动、岩体深部滑动 当坝基岩体坚硬完整、无控当坝基岩体坚硬完整、无控制性软弱结构面存在,岩体强制性软弱结构面存在,岩体强度远大于接触面强度时,就可度远大于接触面强度时,就可能产生这种类型的破坏。此时,能产生这种类型的破坏。此时,接触面的摩擦系数和凝聚力是接触面的摩擦系数和凝聚力是控制坝体稳定的主要指标。出控制坝体稳定的主要指标。出现表层滑动一般是由于施工质现表层滑动一般是由于施工质量或清基不彻底造成的。只要量或清基不彻底造成的。只要严格施工,并在设计上加以控严格施工,并在设计上加以控制,这种形式的破坏是可以避制,这种形式的破坏是可以避免的。免的。 1
47、1、表层滑动、表层滑动 表层滑动是指发生在坝底与基岩接触面上的平面剪切(滑动)表层滑动是指发生在坝底与基岩接触面上的平面剪切(滑动)破坏。(图破坏。(图16-1316-13)2 2、岩体浅部滑动、岩体浅部滑动 当坝基浅部岩体强度相对于接触面及深部岩体强度偏低时,当坝基浅部岩体强度相对于接触面及深部岩体强度偏低时,便成为最薄弱的部位,有可能产生沿浅部岩体的平面剪切滑便成为最薄弱的部位,有可能产生沿浅部岩体的平面剪切滑动,见图动,见图16-1516-15。浅部岩体软弱破碎或建浅部岩体软弱破碎或建基面风化层清理不彻底基面风化层清理不彻底等是产生这种破坏的主等是产生这种破坏的主要原因。要原因。 浅部滑
48、动采用表层滑浅部滑动采用表层滑动的公式计算抗滑稳定动的公式计算抗滑稳定性,其计算指标采用实性,其计算指标采用实际软弱岩体或破碎岩体际软弱岩体或破碎岩体的抗剪(或抗剪断)强的抗剪(或抗剪断)强度参数。度参数。 3 3、岩体深部滑动、岩体深部滑动 深部滑动:指坝体连同一部分岩体,沿坝基深部岩体中软弱面深部滑动:指坝体连同一部分岩体,沿坝基深部岩体中软弱面产生的整体滑动,地质上受控于一定几何特征和物理性状的各种产生的整体滑动,地质上受控于一定几何特征和物理性状的各种界面,其滑移边界条件复杂,滑移体形态多样。界面,其滑移边界条件复杂,滑移体形态多样。 把滑移体边界条件归属于三类,见把滑移体边界条件归属
49、于三类,见图图16-1616-16,即,即 滑移面滑移面 切割面切割面 临空面临空面 只有具备了这三个面,滑移体方只有具备了这三个面,滑移体方能产生整体滑动。深部滑动是工程地能产生整体滑动。深部滑动是工程地质研究的重点对象,要结合地质条件质研究的重点对象,要结合地质条件分析滑移体的构成,对可能滑移体做分析滑移体的构成,对可能滑移体做出稳定性评价。出稳定性评价。 滑移面:滑移面: 是坝基滑移体沿之滑动的面,坝基岩体中性质相对软弱是坝基滑移体沿之滑动的面,坝基岩体中性质相对软弱的连续结构面都可能成为滑移面,如软弱夹层面、泥化面、断的连续结构面都可能成为滑移面,如软弱夹层面、泥化面、断层面、夹泥的连
50、续节理破裂面等。层面、夹泥的连续节理破裂面等。 滑移面可以是单一的平面(或曲面),也可以是几个平面共同滑移面可以是单一的平面(或曲面),也可以是几个平面共同组成的楔形、梯形与复杂的空间界面。一定方式的工程荷载及组成的楔形、梯形与复杂的空间界面。一定方式的工程荷载及特定的地质条件下,坝基岩体内若干结构面中,常常是那些具特定的地质条件下,坝基岩体内若干结构面中,常常是那些具有相对优越条件的结构面最有可能成为滑移面。有相对优越条件的结构面最有可能成为滑移面。 成为滑移面的条件:成为滑移面的条件: 结构面倾角低缓,一般小于结构面倾角低缓,一般小于3030,倾向(或走向)与工程作用,倾向(或走向)与工程
51、作用力方向近一致者,这种结构面容易在下滑方向上产生较大的下力方向近一致者,这种结构面容易在下滑方向上产生较大的下滑力;滑力; 连续性好,埋藏较浅;连续性好,埋藏较浅; 性质软弱,结构面性质软弱与否,主要取决于其平直光滑程度、性质软弱,结构面性质软弱与否,主要取决于其平直光滑程度、充填物厚度、性质、胶结情况,延展性等。充填物厚度、性质、胶结情况,延展性等。 实际工作中,根据上述条件分析确定可能的滑移面,当存在实际工作中,根据上述条件分析确定可能的滑移面,当存在几个可能情况时,宜采用分别试算的办法确定。几个可能情况时,宜采用分别试算的办法确定。 切割面:切割面: 与滑移面相配合起切割岩体作用,使之
52、与母岩脱离与滑移面相配合起切割岩体作用,使之与母岩脱离而形成滑移体的各种陡倾角地质结构面。而形成滑移体的各种陡倾角地质结构面。 纵向切割面:纵向切割面:当切割面的走向与工程作用力方向近当切割面的走向与工程作用力方向近乎平行时,称为纵向切割面。滑移时在该面上主要产生乎平行时,称为纵向切割面。滑移时在该面上主要产生剪应力,当切割面的抗剪强度较高,所产生的阻滑力对剪应力,当切割面的抗剪强度较高,所产生的阻滑力对坝基抗滑稳定有利。坝基抗滑稳定有利。 横向切割面:横向切割面:当切割面的走向与工程作用力方向近当切割面的走向与工程作用力方向近乎垂直时,称为横向切割面。滑移时,在该面上主要产乎垂直时,称为横向
53、切割面。滑移时,在该面上主要产生拉应力,它一般位于滑移体的后缘。生拉应力,它一般位于滑移体的后缘。 临空面:临空面: 指为滑移体提供变形、滑移的空间,有水平和陡立两种类型。指为滑移体提供变形、滑移的空间,有水平和陡立两种类型。图图16-17 16-17 潜在临空面潜在临空面:在滑移体前方,有在滑移体前方,有时并不具备上述的临空面,但有时并不具备上述的临空面,但有与之近乎正交的软弱岩层,断层与之近乎正交的软弱岩层,断层破碎带,节理密集带或隐伏岩溶破碎带,节理密集带或隐伏岩溶空间存在时,由于它们在工程力空间存在时,由于它们在工程力作用下的压缩累积变形很大,因作用下的压缩累积变形很大,因而可能构成陡
54、立临空面,成为潜而可能构成陡立临空面,成为潜在临空面在临空面。 滑移体结构形态滑移体结构形态 坝基岩体多坝基岩体多组结构面空间上组结构面空间上可以产生多组组可以产生多组组合,形成各种复合,形成各种复杂的滑移结构形杂的滑移结构形体。能够产生滑体。能够产生滑移者,不可能是移者,不可能是竖立的几何形体,竖立的几何形体,而是那些平卧形而是那些平卧形状的。易滑平卧状的。易滑平卧体大致上可归纳体大致上可归纳为单滑面和双滑为单滑面和双滑面两种类型。面两种类型。 (三)拱坝坝肩抗滑稳定性(三)拱坝坝肩抗滑稳定性 不同的坝型对坝肩稳定性要求不同。土石坝和重力坝只要求将不同的坝型对坝肩稳定性要求不同。土石坝和重力
55、坝只要求将坝肩嵌入到岩体内一定深度,以满足防渗要求和一定的连结能力,坝肩嵌入到岩体内一定深度,以满足防渗要求和一定的连结能力,不要求核算坝肩的抗滑稳定性。拱坝的工作条件与土石坝、重力不要求核算坝肩的抗滑稳定性。拱坝的工作条件与土石坝、重力坝有本质的区别,在库水推力作用下,坝体内将产生复杂的空间坝有本质的区别,在库水推力作用下,坝体内将产生复杂的空间应力分布,而且主要以轴向压力的方式将荷截传递到河谷两岸的应力分布,而且主要以轴向压力的方式将荷截传递到河谷两岸的岩体上。拱端对坝肩岩体将产生轴向推力(岩体上。拱端对坝肩岩体将产生轴向推力(p pH H)、径向剪力()、径向剪力(p pV V)和力矩(
56、和力矩(M M)( (图图161621)21)。当拱端岩体具有足够的强度和剐度当拱端岩体具有足够的强度和剐度时,则给拱圈以相应的反力来保持时,则给拱圈以相应的反力来保持坝体稳定。若拱端岩体软弱破碎,坝体稳定。若拱端岩体软弱破碎,尤其当存在与拱端推力方向一致的尤其当存在与拱端推力方向一致的软弱结构面时,将对拱坝的稳定性软弱结构面时,将对拱坝的稳定性带来威胁。因此,拱坝需进行坝肩带来威胁。因此,拱坝需进行坝肩岩体抗滑稳定分析。岩体抗滑稳定分析。 1 1、滑移边界条件及结构体形态、滑移边界条件及结构体形态 与坝基一样,坝肩滑移边界条件也是由滑移面、切割面和临空面组成与坝基一样,坝肩滑移边界条件也是由
57、滑移面、切割面和临空面组成(图(图16-2216-22),只是由于坝肩滑移发生在陡立岸坡为特征的坝肩部位,滑),只是由于坝肩滑移发生在陡立岸坡为特征的坝肩部位,滑移边界条件在构成上有所区别,这些边界面具有如下特点移边界条件在构成上有所区别,这些边界面具有如下特点: (1 1)滑移面:)滑移面:一般为倾向下游河床方向的平一般为倾向下游河床方向的平缓或倾斜的软弱结构面,有时倾向上游的缓缓或倾斜的软弱结构面,有时倾向上游的缓倾角结构面也可构成滑移面。滑面形态可以倾角结构面也可构成滑移面。滑面形态可以是单平面、多平面或空间曲面。滑动方向受是单平面、多平面或空间曲面。滑动方向受到轴向推力与切向推力作用方
58、向的限制。到轴向推力与切向推力作用方向的限制。 (2 2)切割面:)切割面:凡与工程作用力方向近平凡与工程作用力方向近平行、陡立者均可成为侧向切割面;与工程作行、陡立者均可成为侧向切割面;与工程作用力方向近垂直,且位于滑移体后缘者可成用力方向近垂直,且位于滑移体后缘者可成为横向切割面。为横向切割面。 (3 3)临空面:)临空面:可以分为纵向与横向两类。可以分为纵向与横向两类。河谷岸坡为纵向临空面;河弯突出部位、河河谷岸坡为纵向临空面;河弯突出部位、河沟、断层(或软弱)带、溶洞等为横向临空沟、断层(或软弱)带、溶洞等为横向临空面。图面。图16-23 16-23 常见的滑移结构体归纳为几类:楔形体
59、、锥形体、棱形体(包常见的滑移结构体归纳为几类:楔形体、锥形体、棱形体(包括板状体)。图括板状体)。图16-2416-24 2 2、抗滑稳定性计算、抗滑稳定性计算 坝肩抗滑稳定性计算的基本原理与坝基抗滑稳定性计算类坝肩抗滑稳定性计算的基本原理与坝基抗滑稳定性计算类似,即根据刚体极限平衡原理计算出滑动方向上抗滑稳定性系似,即根据刚体极限平衡原理计算出滑动方向上抗滑稳定性系数,据此判断坝肩岩体稳定性。数,据此判断坝肩岩体稳定性。 计算时考虑两种情况:计算时考虑两种情况: 一是假定拱圈沿坝肩岩体某一水平面上剪断破坏,进行所一是假定拱圈沿坝肩岩体某一水平面上剪断破坏,进行所谓的平面稳定性计算;谓的平面
60、稳定性计算; 二是根据实际存在于坝肩岩体中滑移结构体,进行整体稳二是根据实际存在于坝肩岩体中滑移结构体,进行整体稳定性计算。定性计算。 (1 1)平面稳定性计算)平面稳定性计算 如图如图16-25a16-25a,对两坝肩取若干单位厚度,对两坝肩取若干单位厚度( )的水平拱圈,假设每一拱圈)的水平拱圈,假设每一拱圈在轴向和切向推力作用下,沿着某一铅在轴向和切向推力作用下,沿着某一铅直纵切面及水平面产生平面剪切滑动,直纵切面及水平面产生平面剪切滑动,并分别计算若干拱圈在上述条件下的抗并分别计算若干拱圈在上述条件下的抗滑稳定系数,视稳定性系数最小者为拱滑稳定系数,视稳定性系数最小者为拱端薄弱部位,据
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