坝基稳定性分析
覆盖层坝基稳定性分析
李 刚
（ 中国水 电顾 问集 团贵阳勘测设计研究院有限公司 贵州 贵阳 ５ ５ ０ ０ ８ １ ） 摘 要： 根据覆盖层工 程地质特性 、 水文地质环境 的特点 ， 通过 试验取 得数据 ， 通过相 关计算 方式 ， 对 覆盖层稳 定性进行 分析 。评
价不 同情 况下覆盖层稳 定性 问题 ， 得 出相关结论 ， 为覆盖层 的稳 定性处理提 出更好的意见和 建议 。 关键词 ： 覆盖层 ； 坝基 ； 稳定性 ； 分 析
根据坝基覆盖层 厚度 、 特征 、 物质成分和相关物理指标进行判定 。按 照水利 水 电工程 勘察 的规范 ， 土体 在地 下水渗 透力 （ 动水压 力） 的作用 下， 部分颗粒或整体发生移动 ， 引 起 岩 土 体 的 变 形 和 破 坏 的 现 象 。渗 透 变 形一般可分为流土、 管涌 、 接触冲刷和接触流土等。这些渗透变形可能在 地 基 渗 流 中单 独 出现 ， 也 可 能 以多 种 形 式 出 现 。
１ ． ２ 渗 透 稳 定 分 析
在 渗流的作用下， 是 否 产 生 渗 透 破 坏 主 要 取 决 于 覆 盖 层 的抗 渗 的 作 用和 强 度 ， 即渗 透 降坡 的标 准 — — 临界 坡 降 。覆 盖 层 的临 界 坡 降 ， 根据边
１ 覆 盖层渗 透情 况分 析
为了对覆 盖层 的渗透性进行分析 ， 应进行钻孔 压水的实验 。通过试 验确定覆盖层透水特性 。
２ 某涵闸工程管理优化对策
２ ． １ 积 极 完 善 涵 闸 管理 机 制
２ ． ４ 积 极 开 发 第 三 产 业
工程管 理单位 通过发展第三产业可 以增 加工程 单位 的活动经 费， 已 经成为工程管理单位开创工作 新局面 的重要环节与紧迫任务 。某涵闸管 某涵 闸区政府应该完 善涵 闸管理机制， 在汛前汛后编制涵 闸工程 除 在 保证涵 闸工程 生态 、 环 境、 资源 、 险加 固维修项 目， 及 时上报上 级水 务局、 水利厅 ， 以尽力争取 除险加固经 理所可 以借 鉴其他单位 的成功经验 ， 工 程 效 益 不 受 影 响 的前 提 下 ， 因地制宜 ， 充 分 利 用 水 土 资 费 。并尽快 组织涵 闸管理人 员对各涵 闸的启 闭设备擦洗上油、 维护保养， 安全不受破坏、 人力资源 以及技术设备的优势 ， 积极开发第三产业。譬如通过挖掘该 并对 各个 启闭机进行试运行 ， 确保完好无损 。另外 ， 所有涵 闸管理人员需 源 、 林、 牧、 渔、 商、 旅等 行业 的资源 ， 大力促进其 发展 ， 以实现“以 要 吃住都在 闸上 ， 以闸为家 ， 禁止擅 自离 岗。同时执行全天 ２ ４ ｈ轮流值班 地 区在 农、 以闸养 闸” 的功能 ， 从而增加某涵 闸工程管理人 员的收人 ， 提高 制度 ， 加 强对涵 闸工程 的检查与观测 ， 及时处理突发事故。一旦遇上那些 水养 水、 员工满意度 ， 最终促进某涵 闸工程管理水平的提高。 存 在 安全 隐 患 的 涵 闸 ， 需要及时维修加 固， 以保 证各 涵 闸 启 闭 灵 活 ， 安全 度过汛期 。 ３ 结 语 涵 闸工程技 术和管理 问题一 直是我 国水利工程 理论与 学术界研 究 ２ ． ２ 优化管理工作环境 探 讨 了 该 涵 闸工 程 发 展 现 状 涵 闸管 理人员工作环境 的好坏直接 反映 了涵 闸工程管 理水平 的高 探 讨 的 重 要 课 题 。本 文 以某 涵 闸工 程 为例 ， 主要体现在 工程设 施老化 、 管理环境落后 、 管 理水平 低 。某涵 闸管理所 应该 从以下几个方面优化管理人 员的工作环境 ： ① 保 及存在的管理问题， 水 毁 经 费 不 足 四个 方 面 。以此 为基 础 ， 本 文 有 针 对 性 地 提 出 了某 涵 持 整个闸区 的清 洁； ②保持 启闭机的灵活可靠 ； ③保持机 电设备完 好无 较 低 、 积极编制除 险加 固项 目、 优化管理工作环 损； ④保 持防雷设施 正常运行 。另外， 涵 闸管理所可 以通过参观考察标杆 闸工程管理的优化对策 。即是 ： 提高管理人员素质、 积 极 开 发 第 三 产 业 。优 化 涵 闸工 程 管 理 的 关 键 是 单位 ， 引入计算 机软件等科技手段 ， 提 出适合本地 区涵闸管理体系 ， 达到 境 、 建 立健全涵 闸工程 的管理制度 ， 只有形成规 范的管理制度 ， 才能 不断促 优 化 涵 闸 管 理 工 作 环 境 的 目的 。 进涵闸工程管理水平 的提高 。 ２ ． ３ 提高管理人员素质 涵闸工程能否正常 的运行 ，为该地区带来最大 的经济和社会 效益 ， 关 键 在 于 管 理 。 因为 ， 涵 闸管 理 做 得 好 ， 不 但 可 以保 证 涵 闸 正常 的运 行 、 降低发生事故发生率 ， 而且可 以提高涵闸的使用寿命， 降低 经济成 本。优 化涵 闸工程管理 的 一 ‘ 个重要环节就是提高涵闸管理人员的素质。具体而 言， 提高某涵 闸工程管理人 员的素质可 以从 以下几个方面 着手 ： ① 通过 各种方 式吸引高素质的年轻人到涵 闸管理 队伍 中来， 逐步淘汰那些年龄 大、 素质跟不上管理发展需要的人 员。 ② 加强对涵闸管理人员的培训 ， 提 高他们 的管理水平 ， 使他 们熟悉涵 闸工程各个部位 的结构和规 划、 了解 整个设 计意图项 目施 工情 况 、 工程进 展 以及存在 的问题 ， 掌握 和运用涵 闸检查观测与维修养护等关键技术 。 通过培训还可 以树立他们的风险意 识， 使他们做 到讯 前讯后定期对涵闸进行检查 ， 并全面及 时地 分析问题 ， 参考文献 『 １ １ 冯永军 ． 浅议宿 州市蛹 桥区 中小型 涵闸工程 管理 运用ｌ Ｊ １ ＿ 科 技创 新导
第五章坝基岩体稳定性的工程地质分析
1、土体压缩变形 2、岩石坝基的压缩变形分析
导致发生不均匀变形的地质因素主要有：
1．岩性软硬不一，变形模量值相差悬殊。 2．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，尤其当 张开性裂隙发育且裂隙面大致垂直于压力方向时， 易产生较大的沉陷变形。 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。
坝基稳定性的工程地质研究，主要解决三大问题：
①坝基在承受荷载作用下不会发生滑动失稳；
②坝基各部位的应力及变形值要在许可范围内，避 免产生过大的局部应力集中和严重的不均匀变形，以 免影响大坝的安全和正常运行，
③坝基在渗流水的长期作用下，保持力学上和化学 上的稳定，渗漏量和渗透压力都应控制在允许范围内。
三、拱坝对地质地形条件的要求
拱坝在平面上呈拱形，并在结构上起拱的作用的坝，拱脚支承 于两岸基岩上。拱坝是一个整体的空间壳体结构。从水平切面上看， 它是由许多上下等厚或变厚的拱圈叠成，大部分荷载由拱的作用传 递到两岸山体上。在铅直断面上，则是由许多弯曲的悬壁梁组成， 少部分荷载依靠梁的作用传递给坝基。
3、深层滑动
深层滑动主要是在工程应力条件下岩体沿已有的软弱结 构面发生滑动。只有当地基岩体内存在有软弱结构面，且 按一定组合能构成危险滑移体时，才有发生深层滑动的可 能。
能够构成危险滑移体的软弱结构面，通常可分为滑移控 制面和切割面两类。它们与一定的临空面组合就构成了深 部滑移的边界条件。
（1）滑移控制面：坝基岩体沿之滑移的面，它通常由 平缓的（<30°）软弱结构面组成。岩层层面、片理面、原 生节理、压性断裂及河底的卸荷裂隙等，易于构成滑移控 制面。当上述结构面性质特别软弱、延续性强、且埋藏又 较浅的情况下，坝基滑移的问题十分突出。
溢流坝稳定计算范文
溢流坝稳定计算范文溢流坝是一种主要用于防洪的重要水利工程，它通过溢流流量放大的效果，起到增大了水库的调蓄容量，减小了水库泄洪所需的泄洪流量和泄洪时间的作用。
溢流坝的稳定计算是指对溢流坝在正常运行和设计洪水情况下的稳定性进行计算和分析。
下面将从坝体的稳定性、坝基的稳定性和洪水冲击力对溢流坝的稳定性进行详细介绍：一、坝体的稳定性坝体的稳定性是指坝体在受到各种荷载作用下不发生破坏的能力。
坝体的稳定性计算主要包括坝体自重、水压、坝顶荷载和地震作用等荷载的计算。
在计算坝体的稳定性时，需要考虑坝体的几何形状、材料的力学性质和荷载的作用方式等因素。
1.坝体的自重计算：根据溢流坝的几何形状和材料的密度可以计算出坝体的自重。
2.水压的计算：计算溢流坝在水库存水时产生的水压力，一般根据库容曲线和水库的设计洪水位计算水压。
3.坝顶荷载的计算：考虑坝顶的固定物体或运动物体对坝体的荷载作用，如排污设备、溢流坝的水槽和操作工作人员等。
4.地震作用的计算：考虑地震对溢流坝的影响，需要根据地震活动区的地震波参数和溢流坝的地基土壤的特性进行计算。
二、坝基的稳定性坝基的稳定性是指坝基在受到各种作用力后不发生破坏的能力。
坝基的稳定性计算主要包括坝基的承载力和坝基下滑等稳定性计算。
1.坝基承载力的计算：考虑坝基的土壤性质、坝基的形状和坝基下方的地应力等因素，计算坝基的承载力，确保坝基的稳定性。
2.坝基下滑的计算：考虑坝基土壤的内摩擦角、坝基的重力和水力荷载等因素，计算坝基的稳定性，以防止坝基出现下滑现象。
三、洪水冲击力对溢流坝的稳定性影响洪水冲击力是指在洪水过程中水流对坝体的冲击力。
溢流坝需要能够承受设计洪水的冲击力，保持其稳定性，防止破坏。
洪水冲击力对溢流坝的稳定性影响主要取决于洪水的流量、流速、流向和冲击力的传递路径等因素。
对于溢流坝的稳定计算，需要考虑洪水冲击力对坝体和坝基的影响。
一般采用有限元分析和数值模拟的方法，结合实测数据和工程经验，对溢流坝的稳定性进行评估和计算。
坝基岩体稳定性的工程地质分析
坝基岩体稳定性的工程地质分析引言坝基岩体稳定性是水利工程设计中的一个重要问题。
良好的稳定性是确保坝体安全运行的关键。
本文将对坝基岩体稳定性进行工程地质分析，并探讨在设计和施工阶段中应考虑的关键因素。
工程地质背景在研究坝基岩体稳定性之前，需要了解地质背景。
地层的组成、结构、断裂带、岩性特征等都对坝基岩体稳定性有着重要影响。
此外，地质构造、岩层的变形特性等也是影响因素之一。
工程地质调查与评价在进行工程地质调查时，需要对坝基岩体进行详细的岩质分类、结构分析、褶皱、断裂带等特征的观测。
通过调查评价，可以确定地质构造影响的程度、岩层的稳定性情况，并为后续的设计提供依据。
地质力学参数分析地质力学参数的合理选取对坝基岩体稳定性分析至关重要。
通过实验室和现场测试确定岩石的力学特性参数，包括抗压强度、剪切强度、劈裂强度等。
坝基岩体的稳定性分析方法在进行坝基岩体稳定性分析时，可以采用不同的方法，如有限元分析、解析方法、数值模拟等。
同时，应综合考虑地质条件、坝体结构、荷载特性等因素，综合分析岩体的稳定性。
影响坝基岩体稳定性的因素•地质构造•强度参数•岩层倾角•断裂带•水文地质条件工程地质对坝基岩体稳定性的影响工程地质条件直接影响着坝基岩体的稳定性。
在选址、设计、施工过程中，都应考虑地质条件的影响，并采取相应的措施确保坝体的安全性。
坝基岩体稳定性分析案例分析通过实际案例的分析，可以更好地理解坝基岩体稳定性分析的过程和方法。
分析案例中的地质条件、设计参数、稳定性评价结果等，对工程实践具有指导意义。
结论坝基岩体稳定性的工程地质分析是水利工程设计中不可或缺的一环。
通过合理的调查评价、力学参数分析和稳定性分析方法，可以更好地保证坝基岩体的稳定性，确保工程的安全运行。
以上是对坝基岩体稳定性的工程地质分析的综述，通过深入研究地质条件、力学参数和分析方法，可以为工程设计提供科学依据，确保工程的稳定性和安全性。
第8章坝基稳定性分析
第8章坝基稳定性分析学习指导：本章主要介绍了岩基承载力计算，包括倾斜荷载下岩基的承载力、垂直荷载下岩基的承载力计算及根据规范或经验确定岩基承载力，重点介绍了坝基岩体的稳定性分析方法，包括表层滑动稳定性计算和深层滑动稳定性计算。
重点：坝基岩体的稳定性分析方法8.1 概述混凝土高坝(例如重力坝、拱坝等)都是直接建造在岩基上的，坝体自重及其所受的各种荷载最终必然都传递到岩基上去，坝基承载后，在岩体内部如果产生过大的应力，则将危及坝基的安全与稳定。
因此，在设计时最好对坝基的应力有一定量的估计。
作用在坝基上的荷载，总可以分解成垂直荷载V及水平荷载H，如图8-1(a)所示。
这时它们的合力R显然是倾斜的。
为了分析上的方便，可近似认为由坝体传递到岩基上的荷载是一种如图8-1(b)所示的分布荷载，这种分布荷载又可分解成大小按梯形分布的垂直荷载和水平荷载，如图8-1(c)、(d)所示。
值得提出的是，不论是梯形分布的垂直荷载或水平荷载，总可看成是由三个三角形分布的荷载所组成，例如上述图形中的梯形分布荷载ABCD，可以看成是由ABE，AED及DEC 三个三角形分布荷载所组成。
由此可知，不论作用在岩基上的荷载方式如何，在一般情况下我们总可以把它看成是由两种基本分布荷载所组成：一种是垂直分布的三角形荷载；另一种是水平分布的三角形荷载。
因此，这些荷载引起的附加应力的计算，与前述地基中的附加应力计算方法一样（详见第3章之3.4），在此不再叙述。
8.2 岩基承载力在水工建筑物设计中，对于裂隙较少的坚硬岩基，一般认为岩基的承载力是不成问题的，往往不是水工设计的主要任务。
相反，对于整体性较差、不够坚硬的岩基，特别是坝底宽度较窄的情况，则需进行承载力的验算。
这一节将讨论岩基承载力的计算方法。
所谓岩基的极限承载力，就是指岩基所能负担的最大荷载(或称极限荷载)。
当岩基承受这种荷载时，岩基中的某一区域将处于塑性平衡状态，形成所谓的塑性区(或称为极限平衡区)，这时基础沿着某一连续滑动面产生滑动。
坝基岩体稳定性的工程地质分析
坝基岩体稳定性的工程地质分 析
主要内容
1 坝基岩体的压缩变形及承载力 2 坝基（肩）岩体的抗滑稳定性分析 3 坝基岩体抗滑稳定计算参数的选定 4 降低坝基岩体抗滑稳定性的作用 5 坝基处理
1 坝基岩体的压缩变形及承载力
1.1 坝基岩体的压缩变形 （1）岩性软硬不一； （2）坝基及两岸岩体中有较大的断层破碎带、 裂隙密集带、卸荷密集带等软弱结构面。 （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。
1.2 坝基岩体承载力
（1）指在保证建筑物安全稳定的条件下， 地基能够承受的最大荷载压力，也称容许 承载力。 它既包括不允许因大沉陷变形引起的 破坏，也包括不允许地基岩体发生破裂或 剪切滑移而导致的破坏。 （2）岩石地基承载力的确定方法： 现场荷载试验； 经验类比； 岩石单轴饱和抗压强度， f = ψ Rb
' '
4 降低坝基岩体抗滑稳定性的作用
4.1 作用在坝基岩体上的渗透压力
4.2 潜蚀
包括机械潜蚀和化学潜蚀。
4.3 坝下游河床冲刷问题
5 坝基处理
5.1 清基 清除坝基表层松散软弱、风化破碎、浅部的 软弱夹层，使坝体放在比较新鲜完整的岩体上。 5.2 坝基岩体加固 （1）固结灌浆； （2）锚固 （3）槽、井、洞挖回填混凝土 5.3 防渗和排水措施 （1）帷幕灌浆； （2）排水措施
2 坝基（肩）岩体的抗滑稳定性分析
2.1 坝基岩体滑动破坏的类型 （1）表层滑动；（2）浅层滑动；（3）深层 滑动
2.2 坝基岩体滑动的边界条件分析
3 坝基岩体抗滑稳定计算参数的选定
坝基抗滑稳定性公式
阻滑力 f (∑ V − U ) K= = 滑动力 ∑H
阻滑力 f (∑ V −
水利工程中的大坝稳定性分析
水利工程中的大坝稳定性分析一、大坝的构成及基本原理大坝是一种水利工程设施，具有拦截洪水、调节水流、蓄存水源、发电等多种功能。
大坝作为一项大型工程，其稳定性对于工程的安全运行至关重要。
大坝一般由坝体、坝基和坝址三部分组成，其中坝体为大坝的主体部分，坝基是大坝的承重部分，坝址则是大坝所占用的地面。
大坝的基本原理是借助于坝体的重力，将坝基压实，使坝体和坝基形成一个整体，以达到把水坝住的目的。
二、大坝的稳定性及分析方法对于大坝而言，其稳定性是工程安全运行的前提，是大坝设计和施工的关键之一。
大坝稳定性的分析，主要包括静力稳定性分析、动力稳定性分析和渗流稳定性分析。
1. 静力稳定性分析静力稳定性分析是大坝稳定性分析的基础。
它是通过分析大坝所受水力和重力作用下，达到稳定平衡的状态来进行判断。
静力稳定性分析一般包括重力稳定分析和抗滑稳定分析两种方法。
重力稳定分析是通过确定大坝重心是否在坝基内或坝址上实现稳定。
即通过计算大坝中心线的重心落在坝址内是否实现坝基的承重能力。
抗滑稳定分析主要是分析大坝是否发生滑动，当坝体的整体重量超过岩体或土体的摩擦抗力时，大坝便会发生移位，从而导致工程灾害。
2. 动力稳定性分析动力稳定性分析是在外部力的作用下，分析大坝的相对位移、振动激励及其稳定性。
通常采用频域特性分析和时域响应分析的方法来进行。
频域特性分析是通过对大坝受到的荷载的频率响应，分析其与自身固有频率的关系。
将荷载频率与大坝的自然频率相比较，确定是否满足动力稳定性要求。
时域响应分析也是动力稳定性分析的一个方法。
他从荷载或输入信号的角度，对大坝的周期性变化进行分析，以了解大坝结构的响应情况。
3. 渗流稳定性分析渗流稳定性分析是分析大坝渗流对大坝稳定性的影响。
它关注的是大坝内水与外界环境之间的交互作用，以及大坝内部水流的特性。
渗流稳定性研究一般以渗流原理和渗流变得巯行为分析基础。
其中最重要的是渗流原理，包括计算大坝中压力场与渗流场等内容。
水坝设计中的坝体稳定性分析
水坝设计中的坝体稳定性分析在水坝设计中，坝体稳定性是一个至关重要的问题。
坝体稳定性不仅关系到水坝的安全性，更直接影响到水坝的使用寿命和工程效益。
因此，在水坝设计的过程中，对坝体稳定性进行全面的分析和评估是非常必要的。
一、坝体稳定性分析的基本概念坝体稳定性是指水坝在承受地下水和坝体自重、渗流压力以及外部荷载的作用下，坝体不发生破坏或发生破坏的概率很小的状态。
坝体稳定性分析是通过对水坝各种受力情况的计算和模拟，来评估水坝的整体稳定性并提出相应的改进措施。
二、坝体稳定性分析的主要内容1. 静力分析：静力分析是水坝设计中的基础，通过对水坝受力情况的计算和分析，确定坝体的受力状态，包括重力坝、拱坝、重力-拱坝等不同类型水坝。
2. 渗流分析：水坝周围地下水和坝体内部水流的渗透对坝体稳定性有重要影响，渗流分析主要是通过数值模拟和实际监测，评估水坝渗流对坝体稳定性的影响。
3. 抗震分析：地震是水坝面临的重要自然灾害之一，抗震分析是评估水坝在地震作用下的稳定性，确定水坝的抗震性能和安全储备。
4. 滑动稳定性分析：水坝坝基和坝体之间的滑动是水坝稳定性的一个重要指标，滑动稳定性分析通过对地基土层性质和坝体结构的计算、模拟，评估水坝的滑动稳定性。
5. 破坏机理分析：水坝破坏的机理是水坝稳定性分析的关键，通过对水坝破坏机理的模拟和分析，可以进一步提高水坝的稳定性。
三、坝体稳定性分析的方法与工具1.数值计算方法：数值计算方法是目前水坝设计中常用的分析方法，包括有限元法、有限差分法等，通过计算机模拟水坝的受力情况和破坏机理，评估水坝的稳定性。
2. 监测与实测方法：监测与实测是对水坝真实受力情况的监测和检测，通过现场数据的采集与分析，可以验证水坝设计和分析的准确性，提高水坝的安全性。
3. 专业软件辅助：如Plaxis、Autocad等专业软件可以提供水坝设计中各种受力情况的模拟和计算，辅助设计师进行坝体稳定性分析与评估。
四、水坝设计中的坝体稳定性评估在水坝设计中，坝体稳定性评估是一个重要的环节，通过对水坝各种受力情况的分析和评估，可以及时发现水坝存在的安全隐患，采取相应的措施加以改善，确保水坝的安全性和稳定性。
3.4土石坝的稳定分析.
2）有效应力法，不计地震荷载时
k [(wicosi ubseci )tani' ci' bseci ] wisini
3）按总应力法计算时
k wicositani cili
w is ini
2、简化的毕肖普法
基本原理是：考虑了土条水平方向的作用力 （即Ei≠Ei+1≠0），忽略了竖直方向的作用 力（即令Xi=Xi+1=0）。由于忽略了竖直方向 的作用力，因此称为简化的毕肖普法。
当用计及条块间作用力的计算方法时，坝坡稳定安全系 数应不小于下表规定的数值
坝坡抗滑稳定最小安全系数
运用条件
工程
1
2
正常运用条件
1.5
1.35
非常运用条件Ⅰ 1.3
1.25
非常运用条件Ⅱ 1.2
1.15
等级 3
1.3 1.2 1.15
4、5 1.25 1.15 1.1
第8.3.11条规定
采用不计条间作用力的瑞典圆弧法计算坝 坡抗滑稳定安全系数时，对1级坝正常运用条 间最小安全系数应不小于1.30，对其他情况应 比上表规定值减小8％。
不考虑土条之间作用力的影响
计算步骤
(1)确定圆心、半径，绘制滑弧。 (2)将土体分条编号。为便于计算，土条宽取b＝0.1R (圆弧半径)，圆心以下的为0号土条：向上游为1，2，
3，…向下游为一1，一2，一3，…。
若采用b = 0.1R，则sinα1=0.1, cosα1=(1-0.1)……在每 个滑弧计算时均为固定值，可使计算工作简化。当端土条宽度时， 可将该土条的实际高度换算为等效高度h（h= b’h’/b）进行计算。
（2）直线和折线滑动面
非粘性土边坡中，滑动面一般为直线；当坝体 的一部分淹没在水中时，滑动面可能为折线。
重力坝稳定分析方法及提高坝体抗滑稳定的工程措施
重力坝的稳定性汪祥胜3008205112（46）前言：重力坝是世界出现最早的一种坝型，早在2900年前在埃及就出现了最早的重力挡水坝。
随着我国重力坝建设的繁荣，数量的增多和高度的不断提升，使得对稳定分析有着重要的理论和实践意义。
大坝的稳定性直接关系到大坝安全性和人民群众的生命财产息息相关，而此次实习的三峡和向家坝皆是重力坝的代表杰作，通过实习定能从深层次上了解有关大坝稳定性的相关问题，包括什么是重力坝，重力坝稳定的意义，其稳定性分析方法和提高坝体抗滑稳定性的工程措施及在实际中的应用情况和应注意的问题。
一．什么是重力坝1.重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。
重力坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。
2.优缺点：重力坝优点：重力坝之所以得到广泛应用,是由于有以下优点：①相对安全可靠,耐久性好，抵抗渗漏、洪水漫溢、地震和战争破坏能力都比较强；②设计、施工技术简单，易于机械化施工；③对不同的地形和地质条件适应性强，任何形状河谷都能修建重力坝，对地基条件要求相对地说不太高；④在坝体中可布置引水、泄水孔口，解决发电、泄洪和施工导流等问题。
重力坝缺点：①坝体应力较低，材料强度不能充分发挥；②坝体体积大，耗用水泥多；③施工期混凝土温度应力和收缩应力大，对温度控制要求高。
3.工作原理；重力坝在水压力及其它荷载作用下必需满足：A、稳定要求：主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足。
B、强度要求：依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力来满足。
4.重力坝类型：重力坝按筑坝材料的不同分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。
重力坝按其结构形式分为:①实体重力坝;②宽缝重力坝；③空腹重力坝。
重力坝按泄水条件可分为非溢流坝和溢流坝两种剖面。
实体重力坝因横缝处理的方式不同可分为三类。
水利水电工程地质5坝基岩体稳定性的工程地质分析PPT课件
第一节 概述 各种坝失事百分率统计
第二节 各种坝型对工程地质的要求
混凝土重力坝
混凝土坝示意图 （a）实体重力坝；（b）空腹重力坝⑴及宽缝重力坝⑵
坝体通常承受库水的静水推力（P）、地下水扬压力（U）、 风浪压力（PL）、泥砂压力（Pt）等，而前两者是主要的。
坝体受力示意图
要求：坝基岩体有足够的强 度和一定的刚度，且最好与 坝体刚度相近，否则易在坝 锺处产生过大拉应力或坝趾 处产生过大压应力。岩体完 整性好，透水性弱；坝址处 不宜存在缓倾角软弱结构面， 否则可能导致坝体沿结构面 滑移破坏以及产生渗漏并引
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坝基滑移体形状示意图
⒈楔形体 ⒉锥形体 ⒊棱柱体 ⒋板状体
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二、坝基岩体滑动的边界条件分析 切割面：将岩体切割开来，构成不连续块体的结构面，
一般由陡倾角的结构面组成。
纵向切割面：走向与河流流向平行，与坝轴线垂直； 横向切割面：走向平行于坝轴线，与河流流向垂直。
临空面：滑移体与变形空间相临的面。 水平临空面：多为坝后河床地面。 陡立临空面：坝后的深潭、深槽、溶洞、冲刷坑等。 滑动岩体下方有可压缩的大破碎带、节理密集带、软弱岩 层，亦可起到临空面的作用。
电站概况：坝高68米，坝基地层为下泥盆统石英砾岩、中泥盆 统石英砂岩夹板岩和砂岩与板岩互层。岩层倾向上游偏右岸， 倾角25度~30度。板岩已泥化，厚5~15cm，在丙坝块坝踵处埋 深7~13m，在坝址附近出露于河床，f=0.24~0.30，c=0~30KPa， 未风化的板岩与板岩的f值为0.5，经计算不能满足要求。
⒈坝基岩性软硬不一，变形模 量相差悬殊。
⒉坝基或两岸岩体中有：大断 层破碎带、裂隙密集带、卸荷 裂隙带。当张裂隙发育且利息 面垂直压应力时最不利。
永和水电站重力坝坝基抗滑稳定性分析
接触 面 部位 ， 多呈 局 部泥 化 现象 ， 层 厚 度一 般 为 ２ 单 ～
４ｍ ｍ。受 沉积 条件 及 岩层层 面的影 响 ， 泥化 夹层 波状 起 伏 ， 凸不平 ， 凹 因地层 岩 相相 变 而时 有 时无 ， 布不 分 稳定 ， 多为纯 泥型 ， 呈软 塑状 ， 少量 碎屑状 。
Ｃ １ ～ ． Ｍ ａ 厂＝ ．５ ． ２ Ｐ ， ０５ 。泥 化夹 层抗 剪 强度 取 Ｃ ５ ５ ５ ＝～
１ Ｐａ， ＝１ ６。 ５ｋ ４． Ｏ． Ｃ ２６， ＝５－１ Ｐａ， ５ｋ ＝１ ． ３５。 ＝
主 ， 高倾 角 裂 隙 ， 均每 米 ３条 ， 割 岩 层 ， 伸 大 为 平 切 延
［ 中图分类号 ］ Ｖ ４ ．２ Ｔ ６ １ ＊ ３
［ 文献标识码 ］ ｃ
［ 文章编号 ］０４ ７４ （０ ９ ０ — ０ ８０ １０ — ０ ２ ２ ０ ）６ ０ ４ — ｌ
１ 基本地质 条 件 永 和水 电站 地 处 长 治市 沁 源县 郭 道 镇 永 和 村 上
泥 岩层 具有 泥化 和 局 部泥 化现 象 ， 岩 中泥化 夹 泥 层 发育 程度 随岩 层 的埋 深增 大 而减 小 ，浅 部较 发 育 ， 深 部不 发育 。根 据钻 孔 揭 露情 况 ， 坝基 中泥化 夹层 多
基 抗 滑 稳 定 性取 决 于坝 基 岩 体 中组成 滑 动 体 的各 种 结 构 面 的性 质 、 剪强 度及 其组 合形 态 。 抗
２ 坝 基软 弱岩层 与 泥化夹 层
看作 潜 在 的滑 动 面 。 坝轴 线 方 向为 Ｎ ３Ｅ ７。 ，坝 轴 线 与 岩 层 走 向近 垂 直 ， 河流方 向岩层 平缓 （ 顺 坝轴 线 与河 流基 本垂 直 ） 。 ３组节 理裂 隙走 向或 与坝轴 线平 行 、 与其斜 交 ， 或 可构
重力坝的坝基稳定性分析
重力坝的坝基稳定性分析摘要：作为可再生清洁能源，水力资源是中国能源的重要组成部分，在能源平衡和能源工业的可持续发展中占有重要地位。
水电建设中最重要的一环就是大坝的建设，作为发电的载体，要充分保证大坝的安全与稳定。
而作为应用最广泛的重力坝，从地形地质条件、坝基岩体的抗滑抗渗稳定性以及地震带来的砂土液化等方面对坝基的安全稳定性进行多角度分析显得至关重要。
关键词：坝基稳定性；抗滑稳定性；抗渗稳定性；地震液化进入21世纪，我国的能源结构将要发生重大的变化，像水能等清洁能源将逐步取代煤炭等化石能源。
随着越来越多的重力坝开工建设，遇到的问题也是越来越多，特别是坝基的稳定性问题，本文主要是对重力坝坝基的稳定性问题进行分析。
1.重力坝对地质、地形条件的要求重力坝主要依靠坝身的自重与地基间产生足够大的摩阻力来保持稳定，因此重力坝对地基的要求较高，一般都建在基岩之上，也可以建在较好的土质地基上面。
1.1大坝与基岩接触面抗剪强度足够大，坝基岩体内没有软弱结构面和可能滑动的岩体或者其本身的抗剪强度就满足抗滑稳定的要求。
1.2坝基具有良好的抗渗性，在水库上下游的水头差作用下不至于发生大量渗漏和产生过大的扬压力，也不会发生泥化和软弱夹层、断层破碎带的渗透变形。
1.3坝基两岸的山体比较稳定，不存在潜在的滑坡体；坝区附近有充足的、符合要求的混凝土骨料或石料，以节省材料的成本，加快施工进度。
2.坝基岩体的抗滑稳定性分析很多坝基中含有结构面、风化裂隙以及软弱夹层等不利的地质条件，而这些地质条件的构造特征及组合形式会对坝基的稳定性造成影响。
2.1重力坝坝基的滑动破坏类型有三种：表层滑动、浅层滑动、深层滑动，构成岩体滑动的边界条件有滑动面、切割面和临空面。
各种软弱结构面及其空间组合控制着坝基的可能破坏形式。
这些因素对于坝基岩体抗滑稳定的定性分析至关重要。
2.2影响坝基抗滑稳定性的因素有坝体自重、水压力、扬压力、淤砂压力、地震力和波浪压力等。
坝基的稳定分析
1 工程概况该贮灰场位于某石油厂热电厂原有灰场内。
初期坝坐落于三面环山的U字型沟谷内，左右山体宽厚。
从地貌上看该场地贮灰前为山前沉积坡地，属残坡积地貌，地形起伏较大，灰场贮灰坝后属冲积平原地貌，地形较为平坦，地表高程介于173.97~160.04米。
初期坝及一、二级子坝为碎石土坝体，碎石成分为中风化及强风化的油页岩，坝体密实。
初期坝及一、二级子坝坝高均为5.0米，初期坝全长373.0米，高5.0米，坝顶宽4.0米，坝基宽约为29.0米，初期坝坝基座落于强夯处理后的油母页岩残渣（人工素填土）上，筑坝材料为油母页岩残渣。
随着单机容量的增加，贮灰场的规模也同步扩大，拟在二级子坝前灰渣上修筑三级子坝，坝高5.0米，轴线与二级子坝平行，坝轴线间距离约为20.5米。
初期坝上、下游设计边坡均为1：2.5，子坝上游设计边坡为1：2.0，下游设计边坡为1：2.5，二级子坝上、下游设计边坡均为1：2.5。
勘察资料表明，初期坝及一、二级子坝坝体整体性好，未见断裂及节理裂隙，亦无滑动痕迹。
从浸润线位置看，一级子坝、二级子坝坝体内未见浸润线，坝体无渗漏现象，说明坝体施工质量较好，坝体排水性能好。
从运行上看，初期坝及一、二级子坝已安全运行十年，因此可以认为坝体稳定，无不良地址现象，可以进行加高。
[1]2 渗流的数值模拟原理渗流场和温度场比拟方法是以温度场中热流的流动与地下水在多孔介质中的运动在数学描述上的相似性为基础而设计的。
借助于这种相似性才得以用热流来模拟渗流以解决渗流的某些实际问题。
温度模拟方法的核心问题就是以温度场模型代替渗流区域，根据温度场数学模型中测得的各点温度值绘制等温线，以模拟渗流场相应点的水头值及等水头线，利用这种相似可以计算出渗流场中各渗流要素。
用温度场中的温度T来比拟渗流场中的水头H，用热传导率来比拟渗透系数，热流速度来比拟渗流速度。
这样，热流定律中的各物理量与达西定律中的各物理量一一对应。
因此，以热流定律为基础的温度场的控制方程与以达西定律为基础的渗流场的控制方程在数学上均以拉普拉斯方程的形式表示出来。
土石坝的稳定分析
4.5.4坝坡稳定分析方法
一、圆弧滑动面稳定计算
复式滑动面示意图
4.5.2土料抗剪强度指标的选取
土的抗剪强度指标主要指总抗剪强度指标（凝聚力c和
内摩擦角）和有效抗剪强度指标（（凝聚力和内摩擦 角）。通常可以采用室外原位测试方法测定，或室内 剪切试验方法确定。 室内抗剪强度指标测定方法有3种：不排水剪、固结不 排水剪和排水剪。 《SL274－2001 碾压式土石坝设计规范》第8.3.5条中 规定：土的抗剪强度指标应采用三轴仪测定。对3级以 下的中坝，可用直接慢剪试验测定土的有效强度指标； 对渗透系数很小 （小于10－7cm/s）或压缩系数很小 （小于0.2MPa-1）的土，也可采用直接快剪试验或固结 快剪试验测定其总强度指标。 《SL274－2001 碾压式土石坝设计规范》附录四中第 D.1.1条规定了不同时期（施工期、稳定渗流期和水库 水位降落期）、不同土类的抗剪强度指标的测定方法 和计算方法。
① 发生在非粘性土的坝坡中。例如：心 墙坝的上、下游坝坡，斜墙坝的下游坝 坡，等；
② 发生在两种不同材料的接触面。例如： 斜墙坝的上游保护层滑动，斜墙坝的上 游保护层连同斜墙一起滑动，等。
2．稳定计算方法
采 用 滑 楔 法 分 析 计 算 。 如 图 ， ADC 为 滑 动 面 （对上游坝坡，折点一般在上游水位对应处）， 从折点铅直向DE将滑动土体分为两部分：BCDE 楔形体和ADE楔形体。
规范二：《SL274－2001 碾压式土石坝 设计规范》
拦河坝设计规范中的稳定性分析与加固措施
拦河坝设计规范中的稳定性分析与加固措施拦河坝是一项重要的水利工程，其设计规范中的稳定性分析与加固措施是确保拦河坝安全稳定运行的关键要素。
本文将对拦河坝设计规范中的稳定性分析方法和加固措施进行探讨和解释，旨在提供相关领域的专业知识和经验。
一、稳定性分析方法在拦河坝设计过程中，稳定性分析是保证工程安全和可靠运行的基本要求。
主要包括以下几个方面的分析方法：1. 强度分析：拦河坝稳定性的强度分析是确保工程结构能够承受各种不同荷载的基本要求。
通过强度分析，可以确定材料的抗剪强度、抗压强度、抗拉强度等参数，并计算结构的最大受力情况，以确保结构不会发生破坏。
2. 位移分析：位移分析主要是针对地基和周边土体的变形和位移进行分析。
通过使用相关的地质和土力参数，结合现场勘测数据，可以得到拦河坝在各种工况下的变形和位移情况，进而判断工程的稳定性。
3. 坝体与坝基相互作用分析：由于拦河坝是一个复杂的系统，坝体与坝基之间的相互作用会对工程的整体稳定性产生影响。
因此，需要进行坝体与坝基之间稳定性的相互作用分析，以确定工程在不同荷载下的承载能力和变形情况。
二、加固措施拦河坝在设计过程中，需要采取一系列的加固措施来提高其稳定性和安全性。
具体的加固措施如下：1. 坝体结构加固：通过加强坝体的结构设计和材料选择，可以提高坝体的受力性能和抗震能力。
例如，在坝体的关键部位设置加固筋和支撑结构，以增加坝体的强度和刚度，提高抗震能力。
2. 地基加固：对于地基强度较差或地质条件较为复杂的拦河坝，需要进行地基加固措施。
常用的地基加固方法包括土体加固、地下水位调控、排水处理等，这些措施可以有效地提高地基的强度和稳定性。
3. 滑坡和冲刷防治：拦河坝容易受到滑坡和冲刷的影响，因此需要采取相应的防治措施。
包括定期检查和维护工程的坝体和坝底，及时修复和加固破损部分；在坝底设置滑坡和冲刷防治设施，如导流槽、护坡等。
4. 应急预案与监测系统：拦河坝的稳定性分析和加固措施不能完全消除各种意外情况的发生。
第五章 坝基稳定性的工程地质研究
支墩坝是一种轻型坝，可较重力坝节省20％～ 60％的混凝土，宜于修建在气候温和、河谷较宽、 地质条件较好、运输条件差、天然建筑材料缺乏的 地区。
平板坝适用于中、低坝，连拱坝和大头坝适用 于中、高坝。
5.3
坝基（肩）岩体的抗滑稳定性
沉陷变形 导致坝体破坏的变形失稳方式 滑动变形(最主要的破坏形式) 坝基或两岸岩性软硬不一，弹性模量相差悬殊 断层破碎带 不均匀沉陷 坝基或两岸岩体中有较大的 裂隙密集带 的地质因素 全强风化带 有溶蚀洞穴或潜蚀掏空现象
拱坝的外荷载主要是通过拱的作用传递到坝端两 岸，所以拱坝的稳定性主要是依靠坝端两岸岩体维持， 而不像重力坝主要靠自重维持。一般地讲，拱的作用 越强，坝身体积也就越小。与重力坝比较，拱坝对两 岸岩体的要求较高，而对河床坝基岩体的要求相对来 说要低一些。 两端拱座岩体应该坚硬、新鲜、完整，强度高而 均匀，透水性小，耐风化、无较大断层，特别是顺河 向断层、破碎带和软弱夹层等不利结构面和结构体， 拱座山体厚实稳定，不致因变形或滑动而使坝体失稳。 滑坡体、强风化岩体、断层破碎带、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。
新丰江水库大坝距河源市区6公里，为混凝土结构，高 程105米，顶宽为5米，长度440米，是世界上第一座经受六 级地震考验的超百米高混凝土大头坝。溢洪段设有3孔。公 元1997年7月11日至14日、8月9日至16日，大坝两次开闸泄 洪。泄洪时，湖水从闸奔泻而出，伴随着雷鸣般的呼啸声， 卷起千堆雪，仿似一幅蛟龙闹海图，十分壮观。
世界最大的重力坝-中国三峡水利枢纽工程.
重力坝对地质、地形条件的要求：
1、具有足够的抗滑能力，能满足抗滑稳定要求。 2、坝基应有足够的抗压强度和与坝体混凝土相适 应的弹性模量，其均匀性和完整性也应较好，能承受 坝体传来的巨大压力，不致产生过大的变形或不均匀 变形，否则坝体内会产生较大的拉应力，下游水 头差作用下不发生大量渗漏，不产生过大的扬压力， 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。
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8.3 坝基岩体的稳定性分析
• 表层滑动计算
验算表层滑动的抗滑安全系数时，可 按坝体受力情况，分别求出坝体沿岩基表 层的抗滑力与滑动力，然后通过两者之比 求得
Fs
f V U
H
8.3 坝基岩体的稳定性分析
• 深层滑动稳定性计算
滑动面倾向上游的情况
Fs
H sin V cos U tg
H cos V sin
接建造在岩基上的，坝体自重及其所受的 各种荷载最终必然都传递到岩基上去，坝 基承载后，在岩体内部如果产生过大的应 力，则将危及坝基的安全与稳定。因此， 在设计时最好对坝基的应力有一定量的估 计
8.2 岩基承载力
• 在水工建筑物设计中，对于裂隙较少的坚硬岩基，一般
认为岩基的承载力是不成问题的，往往不是水工设计的主 要任务。相反，对于整体性较差、不够坚硬的岩基，特别 是坝底宽度较窄的情况，则需进行承载力的验算。这一节 将讨论岩基承载力的计算方法。
cl
滑动面倾向下游的情况
抗力体极限平衡法
Fs
抗滑力 滑动力
f1 V1 cos H1 sin U1 C1 A1 P
H1 cos V1 sin
等F法
Fs
抗滑力 滑动力
f 2 P sin V2 cos U 2 c2 A2 cos V2 sin
8.2 岩基承载力
按经验方法进行估 算。一般情况是结合岩体的节理裂隙发育 程度，根据岩块单轴饱和极限抗压强度， 折算成坝基岩体的容许承载力
8.3 坝基岩体的稳定性分析
• 大坝失稳形式主要有两种情况：第一种情况是岩基中的岩
体强度远远大于坝体混凝土强度，同时岩体坚固完整且无 显著的软弱结构面，这时大坝的失稳多半是沿坝体与岩基 接触处产生，这种破坏形式称为表层滑动破坏，如图8-7 所示，第二种情况是在岩基内部存在着节理、裂隙和软弱 夹层，或者存在着其它不利于稳定的结构面，在此情况下 岩基容易产生如图8-8所示的深层滑动。除了上述两种破 坏形式之外，有时还会产生所谓混合滑动的破坏形式，即 大坝失稳时一部分沿着混凝土与岩基接触面滑动，另一部 分则沿岩体中某一滑动面产生滑动的破坏形式，即大坝失 稳时一部分沿着混凝土与岩基接触面滑动，另一部分则沿 岩体中某一滑动面产生滑动，因此，混合滑动的破坏形式 实际上是介于上述两种破坏形式之间的情况。
第8章 坝基稳定性分析
岩石力学课程组 华北水利水电学院
学习指导
• 本章主要介绍了岩基承载力计算，包括倾
斜荷载下岩基的承载力、垂直荷载下岩基 的承载力计算及根据规范或经验确定岩基 承载力，重点介绍了坝基岩体的稳定性分 析方法，包括表层滑动稳定性计算和深层 滑动稳定性计算。
8.1 概述
• 混凝土高坝(例如重力坝、拱坝等)都是直
基础为水平的情况
p
1 N
Nqq Ncc
基础为倾斜的情况
p
Ncc
1 2
N
b
8.2 岩基承载力
• 垂直荷载下岩基的承载力
p 1 Fs
1N b 2 2 c N qh h
基础形状 形状系数
1
2
条形
正方形
圆形
0.5
0.4
0.3
1
1.3
1.3
形状系数表
矩形
0.5 0.1 b L
1 0.3 b L
• 所谓岩基的极限承载力，就是指岩基所能负担的最大荷载
(或称极限荷载)。当岩基承受这种荷载时，岩基中的某一 区域将处于塑性平衡状态，形成所谓的塑性区(或称为极 限平衡区)，这时基础沿着某一连续滑动面产生滑动。因 此，在计算岩基的极限承载力时，需用到塑性力学中的有 关公式。
8.2 岩基承载力
• 倾斜荷载下岩基的承载力