小型重力坝设计-分析重力坝抗滑稳定性

重力坝抗滑稳定分析——重力坝失稳的形式目录12滑动破坏倾倒破坏重力坝主要依靠自身重力维持稳定。因此抗滑稳定分析是设计中的重要课题。重力坝可能沿坝基平面滑动，也可能沿地基中缓倾角断层或软弱夹层滑动。按照目前的设计方法，高度H小于100m的重力坝，控制剖面尺寸常常是稳定而不是应力。目前的计算公式大都是半径验性的，因为影响因素很多。重力坝主要是依靠自重维持稳定，其可能出现的破坏型式：滑动、倾倒。

因此抗滑稳定是重力坝设计中的一个重要内容。滑动破坏01是坝体沿抗剪能力不足的薄弱层面产生滑动。表面滑动浅层滑动深层滑动 滑动破坏沿坝基面滑动：

坝基面往往是抗剪强度低的一个弱面，水平合力较大，发生滑动的可能性最大，一定要进行稳定校核。建基面沿坝基岩体内连续软弱结构面的深层滑动。我国修建的大中型重力坝，其中有1/3存在深层滑动问题。在很多情况下，重力坝的最危险滑动面往往不在坝身与地基的接触面，而是在地基内部。因为基岩内经常有各种形式的软弱面存在，坝体将带动一部分基岩沿这些软弱面滑动，即所谓的深层滑动。软弱结构面倾倒破坏02是在荷载作用下，上游坝踵下岩体受拉产生倾斜裂缝，下游

坝趾岩体受压发生压碎而引起倾倒滑移破坏。☞倾倒失稳情况很少发生（因为重力坝设计要求坝踵不出现拉应力）。倾倒破坏重力坝抗滑稳定分析——重力坝抗滑稳定分析方法目录12抗剪强度公式抗剪断强度公式3设计抗滑安全系数抗滑稳定分析的方法：可取一个坝段或取单位坝长进行计算单一的安全系数法：K为安全系数，该系数K是根据经验确定。计算公式有抗剪强度公式和抗剪断公式。（重点介绍）分项系数法极限状态设计方法：

《混凝土重力坝设计规范》DL5108—1999规定，重力坝的抗滑稳定承载能力极限状态进行计算，认为滑动面为胶结面，滑动体为刚体。抗剪强度公式01抗剪强度公式（摩擦公式）

——认为坝体与坝基为接触状态，公式形式简单，使用方便。把滑动面看成是一种接触面，而不是胶结面。所以阻滑力只计摩擦力，不计凝聚力。坝基面上的抗滑安全系数（抗剪强度稳定安全系数）K。适用于坝体与基岩胶结较差。坝基面水平时[K]设计值式中：∑W——作用于坝基面以上的合力在垂直方向投影的代数和。∑P——作用于坝基面以上的合力在水平方向投影的代数和。U——作用于坝基面上的扬压力。f——坝基面上的摩擦系数（查表）。式中：α——滑动面与水平面的夹角。☞由上式看出，滑动面倾向上游时，对坝体抗滑稳定有利；（微倾向上游对K有利）坝基面倾斜时抗剪断强度公式02抗剪断强度公式——认为坝体与坝基为胶结状态。此法认为坝体与基岩胶结良好，滑动面上的阻滑力包括摩擦力和凝聚力。并直接通过胶结面的抗剪断试验确定建基面抗剪断强度的参数f′和c′。坝基面上的抗滑安全系数（抗剪断稳定安全系数）K′。适用于坝体与基岩胶结良好。式中：

f′——坝基面上的抗剪断摩擦系数；C′——坝基面上的抗剪断凝聚力；A——坝基面上的面积；[K′]设计值设计抗滑安全系数03对于4级、5级坝，可参照3级坝采用。重力坝抗滑稳定分析——提高重力坝抗滑稳定性的工程措施提高抗滑稳定性的工程措施除了增加坝体自重外，提高坝体抗滑稳定的工程措施，主要围绕着增加抗滑力、减少滑动力的原则，通过多方案技术经济比较，确定最佳方案组合。

常采用以下工程措施：利用水重将坝基开挖成倾向上游的斜面设齿墙抽水措施加固地基设置倾斜的上游坝面，利用坝面上水重以增加稳定。

当坝底面与基岩间的抗剪强度参数较小时，可设置倾斜上游面，但应注意，上游坝面的坡度不宜过缓，否则，在上游坝面容易产生拉应力，对坝体强度不利。采用有利的开挖轮廓线开挖坝基时，利用岩面的自然坡度，使坝基面倾向上游。有时，有意将坝踵高程降低，使坝基面倾向上游，但这种做法将加大上游水压力，增加开挖量和混凝土浇筑量，故很少采用。当坝基比较坚固时，可以开挖成锯齿状，形成局部的倾向上游的斜面，这种方法已广泛采用。设置齿墙坝踵坝趾当基岩内有倾向下游的软弱面时，在坝踵部位设齿墙，切断较浅的软弱面加大了滑动体重量，又增加了滑动面的面积，同时也增大了抗滑体的抗力。在坝基开挖过程中出，当发现了原来没有预见到的夹层时，在坝趾下游处修建深齿墙可以增加尾岩抗力