第二章重力坝-§3重力坝抗滑稳定分析

河北工程大学水电学院水利系.◎高等学校水利水电工程专业第二章重力坝◎.§1概述§2重力坝荷载及其组合§3重力坝抗滑稳定分析§4重力坝应力分析§5非溢流坝剖面设计§6溢流坝设计§7重力坝坝身泄水孔§8重力坝材料与构造§9重力坝地基处理§10其他型式重力坝§3

重力坝抗滑稳定分析◎主要内容、重点内容：重力坝失稳形式、分析方法、公式，提高重力坝稳定性的工程措施重点：抗剪、抗剪断分析方法及公式增加稳定的工程措施◎一、概述重力坝失稳形式——挡水后沿坝基面等滑动失稳抗滑稳定分析目的：验算如下部位的抗滑稳定安全度坝基面坝基内深层软弱结构面岸坡坝段坝基面计算单元：1m坝段or横缝间坝段预备知识：力学简化（理力）◎二、沿坝基面的抗滑稳定分析1、抗剪强度公式概念：本理论认为坝基面等滑动面：只是一摩擦接触面而非胶结面抗滑力：由面上的摩擦力产生滑动力=滑动面以上全部荷载沿滑动面的切向分量抗滑力与滑动力之比，反映坝体抗滑稳定安全度，称K安全系数K公式：◎二、沿坝基面的抗滑稳定分析——抗剪强度公式当坝基面倾斜β角时K公式，求出沿坝基面的法向力×摩擦系数f和切向力，则得K式：◎二、沿坝基面的抗滑稳定分析——抗剪强度公式f确定：由地质、试验、设计三方人员确定，一般f=0.5~0.8该式特点：面上凝聚力作为安全储备未计入，故K值偏小。容许值[K]见规范，根据坝级别、荷载组合情况确定，[K]=1.0-1.1，见P24。◎二、沿坝基面的抗滑稳定分析2、抗剪断强度公式概念：本理论认为砼与坝基之间是接触良好的胶结面，仅当面上发生有剪切、断裂、屈服等破坏时才形成滑动通道，使坝体滑动失稳抗滑力：由面上抗剪断摩擦力和凝聚力共同产生滑动力=滑动面以上全部荷载沿滑动面的切向分量（同上）抗滑稳定安全系数K’公式：◎二、沿坝基面的抗滑稳定分析2、抗剪断强度公式f’、c’值确定：根据材料破坏试验，一般:f’=0.8-1.8；c’=0.2-0.4MPa规范[k’]值：不区分工程级别，只考虑荷载组合基本组合3.0特（1）组合2.5特（2)组合2.3◎二、沿坝基面的抗滑稳定分析3、砼重力坝失稳机理（根据理论、试验、原型观测获知）：先在坝踵胶结面处出现微裂松弛区随后坝趾胶结面处出现局部剪切屈服区域，逐渐增大向上游延伸，形成滑动通道，导致坝体失稳，沿坝基滑动。◎二、沿坝基面的抗滑稳定分析4、二公式比较：抗剪确定公式（1），形式简单，f选择经验丰富，应用广，但忽略了坝体与基岩的胶结作用，不能完全反映坝实际工作状况抗剪断公式（2），直接用接触面上的抗剪断参数f’、c’，物理概念明确，较符合坝的知己工况规范建议：当坝基内不存在可能导致深层滑动的软弱面时，应按（2）计算；对中型工程中的中、低坝也可按（1）计算◎二、沿坝基面的抗滑稳定分析新规范公式：S≤R，即◎三、深层抗滑稳定分析1、原因——当坝基内有软弱结构面时，水压力作用下，坝体可能连同部分坝基沿其滑动。2、分析方法有：刚体极限平衡法、有限元法3、滑动失稳形式：单斜面深层滑动、双裂面~◎三、深层抗滑稳定分析单斜面深层抗滑稳定公式——刚体极限平衡法

当整个滑动面均为软弱结构面时，面上凝聚力接近于零，取抗剪强度公式滑动面倾向上游取+号，

倾向下游取-号[K]目前无明确规定，有建议取1.05-1.3或比表2-8值提高25%-30%f值试验确定◎三、深层抗滑稳定分析当滑动面仅一部分为软弱结构面时，其余部分切穿岩基or砼时，取抗剪断强度公式：f‘、c’试验确定[K’]≥2.5◎四、岸坡坝段抗滑稳定失稳原因：岸坡坝段坝基面倾向河床中央，除在水压力作用下有向下游滑动趋势外，在竖向荷载作用下，还有向河床中央的滑动趋势，属于空间问题。受力分析：取一个坝段分析，设岸坡倾角θ，坝块重W，坝基面上扬压力U，上游坝面水压力P，坝基面的抗剪强度参数f或f′和c′，滑动面积A。◎四、岸坡坝段抗滑稳定