坝基岩体稳定性的工程地质分析
工程地质分析原理总结
⼯程地质分析原理总结第⼀篇区域稳定及岩体稳定分析的⼏个基本问题⼀、地壳岩体结构特征的⼯程地质分析(5分)1、岩体、结构⾯、结构体岩体：通常指地质体中与⼯程建设有关的那⼀部分岩⽯，它处于⼀定的应⼒状态，被各种结构⾯所分割。
结构⾯：指岩体中具有⼀定⽅向、⼒学强度相对较低、两向延伸的地质界⾯或带。
结构体：结构⾯在空间的分布与组合可将岩体分割成形状、⼤⼩不同的块体，称为结构体2、结构⾯的主要类型（按照成因、规模分类）及特征（如何描述结构⾯）按成因：原⽣结构⾯、构造结构⾯、浅表⽣结构⾯按规模：A类（贯通）、B类（显现）、C（隐微）3、岩体的分类：岩体结构分类（哪5类？）；岩体的⼯程分类（考虑三⽅⾯因素？）按结构特征分类：块体状结构、块状结构、层状结构、碎块状结构、散体状结构三⽅⾯因素：⼒学性质、岩体结构、赋存条件4、岩体的变形随深度有何变化特点？剪切或拉裂拉裂与弯曲弯曲弯曲与压扁压扁压扁与流动流动。
⼆、地壳岩体的天然应⼒状态（10分）1、岩体应⼒：天然应⼒和初始应⼒⾃重应⼒:指在重⼒场作⽤下⽣成的应⼒。
σv=γh（µ为岩体的泊松⽐，N。
称为岩体的侧压⼒系数。
）构造应⼒：指岩⽯圈运动在岩体内形成的应⼒。
⼜可分为活动构造应⼒和剩余构造应⼒。
变异及残余应⼒变异应⼒：指岩体的物理、化学变化及岩浆的侵⼊等引起的应⼒。
残余应⼒：承载岩体遭受卸荷或部分卸荷后，岩体中某些组分的膨胀回弹趋势部分地受到其他组分的约束，于是就在岩体结构内形成残余的拉、压应⼒相平衡的应⼒系统感⽣应⼒2、岩体天然应⼒状态类型（1）σx=σy=σv=rh 注：越往地壳的深部，存在静⽔应⼒式的可能性越⼤。
（2）垂直应⼒为主的观点地壳岩体内的应⼒以⾃重应⼒为主，主要存在于地表（3）⽔平应⼒为主的观点地壳岩体内的应⼒主要受构造运动影响，最⼤主应⼒近于⽔平。
3、影响岩体天然应⼒状态的主要因素及其作⽤（1）地区地质条件及岩体所经历的地质历史对岩体天然状态的影响：岩体的岩性及结构特征：决定着岩体的容重和泊松⽐，从⽽影响⾃重应⼒场的特征；统⼀区域构造应⼒作⽤下，岩体内应⼒分布的特征主要取决于岩性、结构特征及其⾮均⼀性；决定着岩体的强度及蠕变特性，因⽽决定了岩体承受及传递应⼒的能⼒。
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。
拱坝坝基岩体工程地质分析及评价
Ⅳ类岩体 ：由完整性差一 较破碎的硬质岩组成的Ａ Ⅳ类 、中硬岩组成 的Ｂ Ⅳ类和完整性差的软岩组成的ｃ Ⅳ类。Ⅳ类岩体质量差 ， Ａ Ⅳ类和Ｂ Ⅳ 类岩体抗滑、抗变形能力明显受结构面控制 ，需进行专门工程处理。 Ｖ类岩体 ：岩体结构松散 ，强度低 ，质量极差 。该岩体质量分类标 准适用 于大中型工程 、坝高大于７ ｍ ０ 的混凝 土坝。由于坝基岩体 的变形 性能和抗滑稳定条件 ，不仅与坝基工程地 质条件有关 ，还与大坝 的类型 和工程特点有关 ，因此 ，各 大坝工程的岩体质量分类可根据各工程 的具 体工程地质条件参照使用 。 ２ 坝 基岩 体质 量分 类建 议 拱 坝坝基肩岩体荷重特点和坝 （ ） 肩 岩体的变形特性 ，以Ｇ ５４ ７ Ｂ ０ ８—
关 键词 坝基岩体 ；地质勘 察 ；处理措 施 ；评 价 中 圈分 类号 Ｔ ｕ 文 献标 识码 Ａ 文 章编 号 １７— ６１（００１２０ ５—２ ６ ３９７ 一 １）２—０３ ０ ２
近 几 年来 ，坝 基 岩 体 的 利 用 有着 长 足 的发 展 ，随 着 坝 工 设 计 的技 术 进 步 、工 程 地 质 界 对坝 基 岩 体 的 认 识 不 断深 入 和 基 础 处 理 的 水 平不 断提 高 ，坝 基 开挖 由深 到浅 ，充 分 利用 坝 基 岩 体 。 拱坝坝基 岩体变形 主要 分为整体变 形和剪切 变形 ，整体 变形 的表
宜。
１ 坝岩 体质 量分 类 １）ＧＢ ０ １ － ４ ５ ２ ８ ９ 推荐分 类 。ＧＢ ０ １ —９ ５ ２ ８ ４《工程岩体分 级标 准 》 中考虑岩 石 的坚硬程 度 和岩体 完整 程度 ，利用 岩石 单轴 饱和 极 限抗 压 强度Ｒ ｃ和岩 体完 整性 系数 Ｋ 确 定岩 体基 体质 量指标 Ｂ ｖ Ｑ，计算 式 为Ｂ ９ ＋ Ｒｅ ２ ０ ｖ Ｑ＝ ０ ３ ＋ ５ Ｋ ，岩体 基本质量分 级定量标准 为 ：Ｉ Ｑ＞ ５ 级Ｂ ５ ０，
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。
第10章 坝基岩体稳定分析140414
美国加州 Monticello Dam
坝肩岩 体滑移 条件
VA
O
H
3N
1
4 E2
·分力方向以外的结构面成为其横向切割面
·在分力夹角范围内的侧向滑动面 软弱夹层
·岩体下部近水平或较平缓结构面 层面
·河谷边坡构成天然的临空面
断层裂隙面
构成 底滑面
各种地形地质条件对拱坝坝肩岩体稳定的影响
重庆云阳盖下坝水电工程 双曲拱坝右坝肩岩体
节理
滑动面
低于坝基底面与基岩接触面的抗剪强度 其抗剪强度
低于岩体中其它界面或部位的抗剪强度
可单一 其出现形式 可由两组或多组结构面组成
峨眉山龙门洞地质实习点，何鹏摄于2001年11月
⑵ 滑移破坏形式
坝基岩性软弱 岩层 产生滑动的原因 软弱夹层埋藏浅 产状 平缓 现象：在水平推力作用下,下游岩层容易向上弯曲形成浅层
1. 坝基岩体滑动破坏类型 类 型 产生部位 产 生 原 因
τ计算指标 c、φ值
① 基岩太完整坚
表层滑动
沿坝底与基
硬，其强度远超过 混凝土坝体强度
岩的接触面 ② 基岩面处理不当
或混凝土浇筑质量
不好
① 基岩体软弱
浅层滑动
浅层岩体内 ② 基岩体表部风化 的剪切破坏 破碎层没有挖除干
净
取自混 凝土与 基岩的 接触面
分布 情况
·横切面上起到滑移的推动作用 作用 ·滑动面上起到抵消正应力从而降低抗滑力的作用
② 潜蚀（管涌）
⑵ 坝下游河床冲刷问题 ·为滑动造成陡立临空面
冲刷的后果 ·或造成岸坡的不稳定
安全 ·对于陡倾岩层：L/d>2.5 规定 ·对于缓倾岩层：L/d>5.0
水库的工程地质问题
水库的工程地质问题
1.岩土性质和力学特性：水库坝体的稳定性和承载能力取决于坝基的岩土性质和力学特性。
因此，需要对水库坝址周围的岩石、土壤等进行详细的勘探和测试，以确定其力学特性和稳定性。
2.地震地质条件：水库坝址所在的地区可能存在地震活动，因此需要对地震地质条件进行评估，以确定水库坝体的抗震性能和安全性。
3.水文地质条件：水库的蓄水能力和水质受到水文地质条件的影响。
因此，需要对水库坝址周围的地下水、河流水文等进行详细的调查和分析，以确定水库的水文地质条件。
4.生态环境问题：水库的建设可能会对周围的生态环境产生影响，如水生生物的生存和繁殖等。
因此，需要对水库建设前后的生态环境进行评估，并采取相应的措施保护生态环境。
水库的工程地质问题是一个综合性的问题，需要综合考虑多种因素，以确保水库的安全稳定运行。
岩土工程中的坝基与坝身
岩土工程中的坝基与坝身岩土工程是土木工程领域中的一个重要分支，主要关注土壤和岩石的性质及其在工程中的应用。
在岩土工程中，坝基和坝身是非常关键的概念，它们对大坝的稳定性和安全性起着至关重要的作用。
一、坝基坝基是指大坝的基础部分，是承受大坝自身重力和上游水压力的承载结构。
坝基在工程中的选址、设计和建设过程都需要十分谨慎和精确。
1. 坝基选址坝基选址是岩土工程中关键的一步，选址的合理性直接影响大坝的安全性和稳定性。
在选址时，需要考虑以下几个因素：（1）地质条件：地质勘察和地质调查是选址的重要手段，需要了解地下结构、岩石类别、层理情况和地下水位等因素。
（2）地震状况：地震是影响大坝安全的重要因素，选址时需要充分考虑地震活动特点及其对坝基影响。
（3）水文状况：选址时需要考虑河流的水文情况、水位变化范围和洪水流量等因素。
2. 坝基设计坝基设计是保证大坝工程安全可靠的关键环节。
在设计过程中，需要考虑以下几个方面：（1）基岩稳定性：坝基需要建立在稳定的基岩上，通过地质勘察和岩土力学分析，确定坝基的承载能力。
（2）基础处理：对于土质坝基，常常需要进行基础处理，例如土层改良、加固和排水等措施，以提高基础的稳定性。
（3）抗渗防渗：坝基在工程中需要抵御地下水的渗透压力，因此需要采取相应的防渗措施，如防渗帷幕和渗流控制等。
二、坝身坝身是指大坝的中间部分，是由坝墙和坝体组成，承受坝顶的重力和上游水压力。
在岩土工程中，坝身的稳定性和安全性同样重要，需要通过设计和施工来保证。
1. 坝墙设计坝墙是坝身的主要组成部分，它不仅要能够抵御上游水压力，还需要具备足够的抗震能力。
在坝墙设计中，需要考虑以下几个方面：（1）坝墙类型：常见的坝墙类型包括重力坝、拱坝、土石坝等，根据具体工程条件和需求选择合适的坝墙类型。
（2）材料选择：坝墙的材料一般选择混凝土或者块石，需要根据工程要求和可行性进行选择。
（3）坝墙厚度：坝墙的厚度需要满足抵御水压力和地震力的要求，通过结构计算确定最佳的厚度。
第8章 坝基岩体稳定性 工程地质
第一节 坝基岩体的压缩变形与承载力
❖ 一、坝基岩体的压缩变形
❖ 导致坝基破坏的岩体失稳形式，主要是压缩变形和 滑动破坏。压缩变形对重力坝来说，主要是引起坝 基的沉陷，而拱坝则除坝基沉陷变形外，还有沿拱 端推力方向引起的近水平向的变形。导致发生不均 匀变形的地质因素主要有：
❖ 基础埋深对岩石地基极限承载力的影响 不容忽视，当基础埋深≥1.5m时，可根 据岩石质量的好坏由下式对设计值进行 深度修正。
❖
f=fk+η dγ0(d-1.5)
❖ 其中 d的取值，对于极软岩石为2.0， 软质岩为3.0，硬质岩为4.0。对于强风
化岩石，考虑它已接近散粒体，应按相
应散粒体进行承载力分析。
❖ 除上述三种形式外，有时也可能出现兼有两种或三种 的混合破坏形式。
坝基滑动类型示意图
坝基滑移形式示意图
三、坝基岩体滑动的边界条件分析
❖ 坝基岩体的深层滑动，其形成条件是较复杂的，除去 需要形成连续的滑动面以外，还必须有其他软弱面在 周围切割，才能形成最危险的滑动岩体。同时在下游 具有可以滑出的空间，才能形成滑动破坏。
（1）采用静载荷试验确定嵌岩桩极限承载力
❖ 嵌岩桩静载荷试验的试桩数不得少于3根， 当试桩的极限荷载实测值的极差不超过 平均值的30％时，可取其平均值作为单 桩极限承载力标准值。建筑物为一级建 筑物，或为柱下单桩基础，且试桩数为3 根时，应取最小值为单桩极限承载力。 当极差超过平均值的30％时，应查明误 差过大的原因，并应增加试桩数量。
❖ 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。
尾矿坝勘察中的坝体稳定性分析
（Ｇｅｌｏｇｉｃａｌ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｎｕｃｌｅａｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｂｒｉｇａｄｅ ３０６，
Ｎｕｃｌｅａｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｈｅｎｇｙａｎｇ Ｎｏ． ２ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｃｏ． ， Ｌｔｄ．，Ｈｅｎｇｙａｎｇ ４２１００１，Ｃｈｉｎａ）
尾矿库一般库容均较大，一旦尾矿坝发生意外失稳，将 产生较为严重的地质灾害，进而推毁尾矿坝的下游的农作物 或居民住宅，造成严重的生命财产损失。由此可见，尾矿坝 稳定性安全评估务必引起各方的重视，然尾矿坝稳定性评估 的基础在于尾矿坝勘察报告中坝体、坝基参数提供的合理 性。为此，结合永州市东安某尾矿坝详细勘察论述锰矿尾矿 坝勘察中的坝体稳定性分析，并提供合理的坝体、坝基参数。
1 工程概况 永 州 市 东 安 县 锰 矿 尾 矿 库（ 以 下 简 称“ 东 安 锰 矿 尾 矿
库”）位于湖南省永州市东安县大江口乡银山村，原为永州 市东安县锰矿的配套尾矿库。该锰矿尾矿库坝体为一次性筑 坝的碾压土石坝，现坝底最低处标高约 138.63m，坝顶标高 约 158.62m，总坝高约 19.99m，总库容约 89 万 m3，有效库 容约 75.7 万 m3，根据规范，本尾矿库等别应为Ⅴ等尾矿库， 本尾矿坝级别应为 5 级。坝顶轴线长约 160m，坝中间标高 约 148.88m~149.70m 设置了马道，马道宽度约 13.5m，坝 体一级尾矿坝外坡坡比约为 1 ：2.3，坝体二级尾矿坝外坡坡 比约为 1：3.2。尾矿库尚未达到服务期限原企业即破产倒闭， 现库内尾矿滩面高程为 156.90m，距离坝顶尚余 1.7m。
阳江抽水蓄能电站上库大坝坝基岩它稳定性分析与评价
部夹 泥 ， 宽０ ． ２ — ０ ＿ ３ Ｉ ｎ ， 下盘 影 响带宽 ０ ． ５ — ２ ． ７ ｍ， 为碎
裂 花 岗岩 ， 呈 较 差 的弱 风 化 ， 断层在钻孔 Ｚ Ｋ ｓ ０ ０ １ 、
【 修 回日期】 ２ ０ １ ２ — １ ２ — ３ １
【 作者简 介】 陈海 明（ １ ９ ７ １ 一 ） ， 男， 甘肃秦安人 ， 广东省水利电力勘测设计研究院高级工程师 ， 注册 土木工程 师， 从事水 利水 电工程地质及岩 土
测等 ； 在硐 内进行 地震 波 速 测试 ， 岩 体抗 剪 、 抗 剪 断
试验 ， 岩体混凝土抗剪 、 抗剪断试验 ， 不利结构面抗
剪 试 验 等 。具 体 沿 坝 轴 线 布 置 勘 探 剖 面 ， 上、 下 游 布 置辅 助 剖 面 ， 左 右 两岸 按 高程 分 两层 布 置平 硐共
广西水利水电 Ｇ Ｕ Ａ Ｎ Ｇ Ｘ Ｉ ＷＡ Ｔ Ｅ Ｒ Ｒ Ｅ Ｓ ＯＵ Ｒ Ｃ Ｅ Ｓ＆Ｈ Ｙ Ｄ Ｒ Ｏ Ｐ Ｏ ＷＥ Ｒ Ｅ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ ２ ０ １ ３ （ １ ）
Hale Waihona Puke ２ 研 究 分析 方 法
在研 究 分 析过 程 中 ， 现场 采 用地 质 测绘 、 钻探 、
落差２ ８ ９ ｍ， 瀑布平均坡度 ４ ０ 。 一 ４ ５ 。 ， 中段最陡 ， 大 于５ ０ 。 ； 往南约 １ ４ ５ １ Ｔ Ｉ ， 为北 东 东 向冲 沟 ， 将 北 面 山体
，
与库 盆 分 开 。坝 址 河 床覆 盖 厚 １ ． ７ － ４ ． ２ ｉ ｎ 冲积 砂 卵
【 关键词】 坝基 ； 地质 ； 刚体极限平衡法 ； 有 限元法 ； 稳定 ； 评价
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
转至15
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。
水坝施工方案的坝体稳定性分析与施工安全控制
水坝施工方案的坝体稳定性分析与施工安全控制随着水利工程的发展，水坝的建设成为了保障浇灌、发电和供水等方面的重要工程。
然而，水坝的施工过程中会面临着坝体稳定性和施工安全控制等问题。
本文将对水坝施工方案的坝体稳定性分析与施工安全控制进行探讨。
一、坝体稳定性分析1. 地质勘察与设计在水坝施工前，必须进行地质勘察和设计，以充分了解地质条件和确定坝基的稳定性。
地质勘察包括地质地貌、土质分类、断层和裂隙等的调查，以及水文地质特征的分析。
通过详细的地质勘察和设计，可以为施工方案的制定提供准确的地质数据，进一步保障坝体的稳定性。
2. 坝体稳定性分析方法在水坝施工方案中，需要运用一些坝体稳定性分析方法，如有限元分析、等效抗力法和极限平衡法等。
有限元分析可以模拟坝体结构的受力和变形情况，从而评估坝体的稳定性。
等效抗力法通过计算坝体各部分的抗力，确定总体的稳定性。
极限平衡法则考虑到坝体各种力的平衡条件，判断其稳定性。
通过综合运用这些分析方法，可以全面评估坝体的稳定性，找出潜在的安全隐患。
3. 稳定性评估指标为了评估坝体的稳定性，需要引入一些评估指标。
常用的指标包括坝体开挖边坡的稳定系数、上游坝体的冲刷率、坝体的变形率等。
这些指标可以通过分析数据和计算结果来评估施工方案的稳定性，并及时调整方案，确保施工的安全性和稳定性。
二、施工安全控制1. 施工监测体系在水坝的施工过程中，需要建立健全的监测体系来监控其稳定性。
监测体系包括水位监测、应力监测、变形监测等。
水位的监测可以帮助及时发现水位变化对坝体的影响，从而采取相应的措施。
应力监测可以发现坝体结构的变形情况，及时进行调整。
变形监测可以检测坝体的位移和沉降情况，及时预警潜在的安全问题。
通过施工监测体系的建立和运行，可以保障水坝在施工过程中的安全性。
2. 安全预警机制水坝施工中，应建立完善的安全预警机制。
通过对施工过程中的风险进行预测和分析，及时发现潜在的安全威胁，并采取相应的措施进行干预。
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。
水利真题单选 (1)
1F411010 水利水电工程勘测1F411011 测量仪器的使用1、按精度：普通水准仪和精密水准仪；DS05、DS1、DS3、DS10等,D为“大地测量”,S“水准仪”，3表示每公里往返测量高差中数的偶然中误差为±3mm。
2、按读数：光学水准仪与电子水准仪（数字水准仪）；3、按调平的原理：微倾式水准仪和自动安平式水准仪。
经纬仪是进行角度测量的主要食品，包括水平角测量和竖直角测量。
全站仪及其作用测量水平角、天顶距和斜距。
GPS在大地测量、城市和矿山测量、建筑物变形测量、水下地形测量方面得到应用。
精密水准测量一般指国家一、二等水准测量，国家三、四等水准测量为普通水准测量。
微倾水准仪的使用步骤：安置仪器和粗略整平（简称粗平）、调焦和照准、精确整平（简称精平）和读数。
经纬仪的使用步骤：对中、整平、照准、读数我国自1988年1月1日起开始采用l985国家高程基准作为高程起算的统一基准。
地形图比例尺分为三类：1：10000以上为大比例尺；1：100000为中比例尺；1：1000000以下为小比例尺。
一万是大比例尺，十万是中比例尺，一百万是小比例尺。
平面放样的基本方法：直角交会法、极坐标法、角度交会法、距离交会法等几种。
对于高程放样中误差要求不大于±lOmm的部位，应采用水准测量法。
测量仪器每年检验一次。
用极坐标法放样，测站点必须靠近放样点。
断面图和地形图比例尺，可根据用途、工程部位范围大小在1：200～1：1000之间选择，主要建筑物的开挖竣工地形图或断面图，应选用l：200；收方图以1：500或1：200为宜；大范围的土石覆盖层开挖收方可选用1：1000。
两次独立测量同一区域的开挖工程量其差值小于5％（岩石）和7％（土方）时，可取中数作为最后值。
施工期间的外部变形监测（一）施工期间外部变形监测的内容（13年多）施工区的滑坡观测；高边坡开挖稳定性监测；围堰的水平位移和沉陷观测；临时性的基础沉陷（回弹）和裂缝监测等。
复杂地质条件下重力坝坝基稳定及失稳机理研究
（） ３ 软弱 结构面 的相对 位移 。断层 Ｆ １ 点位移一 直 向下 滑动 ， 相对位 ３测 但 置都很 小 。断层 １ｆ 位 于坝 趾处 且紧靠 坝轴 其上 部测 点 的位 移大 于下 部测 Ｏ２ 点位移 ， Ｏ２对段 。断 层 ｆ ｌ 和 ｆ １ ｌｆ ｌ４ ｌ ５的坝趾下 游测 点的相 对位移 大于坝 基 下 面测 点 的位移， １ ｆ１ ５断层测 点 的相对位 移大 于 ｆ ｌ １ ４测点 的位移 。 ２３ 极 限平衡 与有 限元 法联合 分析法 ． 重力坝 的失稳破坏 机理虽然 比较复杂， 却可 以看作 是混凝土和 岩体 的强 度 问题 。利 用有 限元 方法 分析坝 体和 坝基 的应 力与 稳定， 是近 年来 水工 计算 的 重要 发展 。计算 时， 是将 破坏面 以上 的全部 荷载， 括坝体 混凝土 和岩基 重 仍 包 量 、上游 水压 力 、破坏 面 以上 的扬 压 力 以及 水库 水重 压 力分 解 为与破 坏 面 平 行和 正 交 的分 力 。 结 论和建 议 （） 过本 次试验 。得 出了 １ 坝段 的超载 稳定安 全系数 为 Ｋ ２２模 型试 １通 ＃ ＝． （ 验） ＝ ． （ 、Ｋ ２ ５ 计算 ： ＃ 段 的超 载 稳定 安全 系数 Ｋ ３ ０（ ２坝 ＝ ． 模型试 验） ＝ ． 、Ｋ ３ ２ （ ） 计算 。两坝 段的有 限元计 算 的超载 安全系 数 比模 型试验 的超载 安全系 数略 微 偏大 ， 以作 为模 型试 验 的验 证和 补 充 。 可 （） ２ 在超 载法 过程 中， 型试 验和 有 限元 计算得 出 的关于大 坝坝体 、 基 模 坝 岩 体 、主 要 断层 的破 坏 过 程 、破 坏 形 态 规律 以及 破 坏部 位 基 本 一 致 。 （） ３ 加固 处理建 议 ： 试验 显示 的破 坏形 态和破 坏区域 以及有 限元计算 根据 得到 的结 果， 断层 ｌ ｆ 、ｆ ｌ 、ｆ １ 对 大坝整 体稳定 性影 响较大 ， Ｏ２ ｌ５ ｌ４ 建议对 上 游坝 趾处 的 Ｆ １ Ｏ ２ 下游 侧 的 ｆ １ 、ｆ １ 、左 Ｊ ２ Ｃ进行 混凝土 置换 ３ 、１ ｆ ， １４ １５ Ｃ一 以及 固结灌 浆 、预应 力锚 索等加 固处理 措施 ， 防止坝趾 发生 拉裂破 坏。 坝趾 发 生挤 压破 坏， 防止 坝 体发 生深 层 滑动 失稳 。 并 参 考 文 献 ［］ 董建华 ， １ 谢和 平， 张林 大 岗山双 曲拱坝 整体稳 定三 维地质 力学模 型 试验 研究 ［］岩石 力学 与工程 学报 ２ ０ ，６ １） ２２ － ２ ３． Ｊ ０ ７２ （０ ：０７ ０３ ［ ］ 陈 刚， ２ 张林 ， 陈建康 高 Ｒ Ｃ拱 坝结 构可靠 度分 析与破 坏试 验研 究 一 Ｃ 水力 发 电 ２ ０ （ １ ． ０６ １）
2018年一级建造师水利水电知识点工程地质与水文地质的条件与分析 (1)
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2018年一级建造师考试《水利水电》知识点汇总1F411044了解工程地质与水文地质的条件与分析一、水工建筑物的工程地质条件工程地质条件，可理解为与工程建筑物有关的各种地质因素的综合。
内容主要包括：土石类型及其性质、地质结构、地形地貌条件、水文地质条件、自然(物理)地质现象和天然建筑材料6个方面。
(一)土石类型及其性质土和岩石(简称岩土)是水工建筑物的地基、建筑材料或建筑介质(如地下建筑物的围岩)。
它们的类型和性质对建筑物的稳定性、安全性、技术上的可能性、经济上的合理性都有着极为重要的作用。
如坝基，基本分为两大类：岩基(硬基)和土基(软基)。
在岩基上，往往可以修建高坝、混凝土坝，枢纽多采用集中布置方案;而在土基上，则往往只能修建低坝(或闸)、土石坝，枢纽多采用较分散的布置方案。
此外，在岩基和土基中，都存在不同类型和规模的软弱岩层或土层，在工程建筑中都必须进行专门的研究和处理，才能保证建筑物的稳定和安全。
(二)地质结构地质结构包括地质构造(褶皱及断裂构造)和岩(土)体结构。
地质构造按构造形态可分为倾斜构造、褶皱构造和断裂构造三种类型。
土体结构是指未固结成岩的第四纪土层的结构，包括各种成因类型土层的成层特征、岩相变化和空间分布规律。
岩体和岩石是不同的概念。
通常把一定范围内与工程建筑有关的自然地质体称为岩体。
结构面与结构体的组合称为岩体结构，岩体结构特征实际上就是结构面和结构体的性状及组合特征的反映，它决定着岩体的物理力学性质和稳定性。
地形，一般指地表形态、高程、地势高低、山脉水系、自然景物、森林植被，以及建筑物分布等，常以地形图予以综合反映。
地貌，主要指地表形态的成因、类型，以及发育程度等。
河谷地带的地形地貌条件往往对水工建筑物选址、坝型选择、枢纽布置、施工方案等都有直接影响。
(四)水文地质条件水文地质条件一般包括以下内容：1.地下水类型。
水库坝基常见工程地质问题及对策分析
水库坝基常见工程地质问题及对策分析作者：温发甫来源：《科学与技术》 2018年第6期摘要：本文以那榔水库大坝地质为例，通过分析水库坝基的工程地质问题，包括坝基稳定、坝基渗漏、坝后浸没和筑坝材料，并提出相应的解决方案，希望可以为相关单位提供参考借鉴，推动我国水库建造行业的健康发展。
关键词：山地水库；坝基；工程地质；对策山区水库的修建选址通常选择在峡口地带，地质较为稳定可靠，尽可能减少工程量，又便于就地取材，同时减少投资，以尽可能的实现水利工程效益最大化，部分选址为河谷、丘陵地带，坝基地层主要以洪积砂、乐石夹黏土及全风化砂泥岩碎碎石基层为主，其主要构成部分包括有沙壤土、裂隙粘土和粉细砂，整体结构强度较低，较为松散，渗透性较强，易压缩变形等。
其主要的工程地质问题有坝基稳定、坝基渗漏、坝后浸没和筑坝材料等。
那榔水库基本地质情况1、坝轴线位于那榔河山谷出口处上游约200m处,坝址河谷为"U"型谷，河道顺直。
谷底宽约30m，坝轴线方位N85°W，正常蓄水位高程处谷宽128.0m。
两岸地形基本对称，坡度25°～35°,地形条件满足建坝要求。
2、坝址基础岩性为T2b2中～厚层状细粒岩屑砂岩夹泥岩；两岸岸坡基岩零星出露，大部分为第四系松散层覆盖。
左岸厚5～7m，右岸厚度4～5m；河床部位为第四系冲、洪积砂、卵砾石及砂质粘土，厚5.0m。
3、坝址区岩层走向北西，倾向南西，倾角35°～47°，发育有北西及南西走向两组节理。
4、根据钻孔揭示，两岸地下水埋深13-28m，表层风化裂隙发育，河床20m、两岸22m以内单位透水率多为5～74.4Lu，属弱～中等透水，以下单位透水率小于5Lu，属弱～微透水。
坝址所在河谷较狭窄，两岸覆盖层较厚，基岩零星出露，鉴于两坝肩基岩全、强风化带较厚，岩质软弱，岩体强度较低，作为土石坝基础相对适宜,拟研究的坝型为粘土心墙堆石坝及面板堆石坝。
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第一节 坝基岩体的压缩变形与承载力
一、坝基岩体的压缩变形
压缩变形对重力坝来说，主要是引起坝基的沉陷，而拱坝则除坝基沉陷变形 外，还有沿拱端推力方向引起的近水平向的变形。对于坚硬完整的岩体，变 形 模量值很高，压缩变形很小，当变形均匀一致时，对坝体的安全稳定没有明 显 影响。但当发生不均匀沉陷或一岸岩体变形较大时，则可使坝体中产生拉应 力，从而发生裂缝，甚至使整个坝体遭到破坏。尤其拱坝对两岸岩体的不均 一 变形特别敏感，所以要求极为严格。导致发生不均匀变形的地质因素主要有 下
二、坝基岩体加固
（一）固结灌浆 固结灌浆是通过在基岩中的钻孔，将适宜的具有胶结性的 浆液（大多为水泥浆）压入到基岩的裂隙或孔隙中，使破 碎岩体胶结成整体以增加基岩的强度。 固结灌浆孔一般布置在应力较大的坝踵和坝趾附近，以 及节理裂隙发育和破碎带范围内。灌浆孔一般布置成梅 花形，孔距 3~4m，孔深一般为5~8m 。 固结灌浆宜在一定厚度的坝体基层混凝土上进行，这样 可以防止基岩表面冒浆，并采用较大的灌浆压力，提高 灌浆效果。
临空面是滑移体与变形空间相临的面，变形空间是指滑移岩体可向之滑动而不受 阻碍或的阻力很小的自由空间，河床地面是最常遇到的水平临空面。坝趾附近河 床中有深潭、深槽、溶洞或是溢流冲刷坑等时，则可形成陡立的临空面，滑动岩 体的下方存在有可压缩的大破碎带、节理密集带、软弱岩层时，也可因发生较大 的压缩变形而起到临空面的作用。
混凝土塞
沿破碎带挖成倒梯形断 面的槽子，挖除至一定 深度后回填混凝土，以 提高地基的强度
混凝土 梁或拱
当软弱破碎带岩性疏 松软弱，强度很低且 宽度较大时，若采用 混凝土塞的办法开挖 和回填方量很大，则 可采用混凝土梁或拱 的结构形式，将荷载 传至两侧坚硬完整岩 体上
可全部挖除， 则需采用洞挖 （平洞或斜 回填混凝土
（1）岩性软硬不一，变形模量值相差悬殊。
某坝基岩体由不同岩层组 成，变形模量相差很大， 结果引起较大的不均匀沉 陷，导致坝体发生裂缝。
一般情况下粘土页岩、泥岩、强烈风化的岩石以及松散沉积 物，尤其是淤泥、含水量较大的粘性土层等，都是容易产生 较大沉陷变形的岩层。
（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、深层滑动 发生在坝基岩体的较深部位，主要是沿 软弱结构面发生剪切破坏。深层滑动是 高坝岩石地基需要研究的主要破坏形式。
二、坝基岩体滑动的边界条件分析
切割面是将岩体切割开来，形成不连续块体的结构面。它通常是由较陡的软弱结 构面构成的，如各种陡倾的断层和裂隙等。其中，走向垂直于坝轴的陡倾结构面， 常是滑移体的侧向切割面，走向平行于坝轴线且靠近坝踵附近的陡倾结构面，走 向大致垂直于水平推力，当岩体下滑时它承受拉应力而被拉裂，所以也称做拉裂 面或横向切割面。
表层滑移稳定性
深层滑移稳定性
坝基处理
一、清基
清基就是将坝基表部的松散软弱、风化 破碎及浅部的软弱夹层等不良的岩层开 挖清除掉，使坝体放在比较新鲜完整的 岩体上。 建基面标高的确定（大坝地基开挖深 度）， 对整个工程的投资、工期以及安 全稳定都会产生很大的影响。
坝基开挖深度确定
按照我国《混凝土重力坝设计规范》， 100m以上的混凝土重力坝需建在坚 硬岩石的新鲜、微风化或弱风带的下 部基岩上；坝高100~50m时，可建 在微风化至弱风中部基岩上；坝高小 于50m时，可建在弱风化中部至上部 基岩上；两岸地形较高部位的坝段， 可适当放宽。
2、排水措施 在防渗帷幕下游 坝基中设排水孔， 一般为2~3 排， 并可设排 水管道、 廊道或集水井， 将水排出坝体以 外。主要是为了 进一步降低坝底 面的扬压力。
坝基抗滑稳定分析作业
洞）。深部开 挖可配以竖井
为了减少工程量，也 可部分挖除。可沿其 走向每隔一定距离挖 一平洞，洞的顶部和 底部均嵌入坚硬完整 的岩层中，然后回填 混凝土，形成混凝土 键，以提高其抗滑能 力。
三、防渗和排水措施 1、帷幕灌浆
在大坝的上游面地基中布置1~2 排钻孔，以一定的压力将 水泥浆压入基岩的裂隙或断层破碎带中，使其形成一道横 穿河床的不透水帷幕 。其目的是减少坝基的渗流量，降低 坝底渗透压力，保证基础的渗透稳定。 帷幕灌浆的深度，原则上应灌到不透水层。但若不透水层 很深时，则可灌到相对隔水层3~5m 深处。帷幕灌浆的深 度较固结灌浆要深得多。 帷幕灌浆一般安排在水库蓄水前完成，通常在坝体灌浆 廊道内进行，对于高坝的灌浆帷幕，常常要深入两岸坝 肩较大范围的岩体中，靠近岸坡处可在坝顶、岸坡或平 洞中进行，许多工程在坝基与两岸山体中所形成的地下 灌浆帷幕，其面积较之可见的坝体挡水面要大得多。
（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。
二、坝基岩体承载力
坝基岩体承载力是指在保证建筑物安全稳定的条件下，地基单位面积能够承受的 最大荷载压力，所以也称为容许承载力。它既包括不允许因过大沉陷变形所引起 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。所以它是一 个综合性的指标。多用在设计的初期阶段或小型工程，地质条件较简单的情况。 对于大、中型或重要水工建筑则需根据变形试验或抗剪断试验指标，分别计算其 沉陷变形和抗滑稳定安全系数等数值。
岩石地基承载力的确定主要有：现场荷载试验、经验类比及据抗压强度进行折减 等三种方法。 (1)现场荷载试验。
(2)经验类比法。 工程岩体质量分级标准
港口工程地质勘察规范
(3)岩石单轴饱和抗压强度乘以折减系数
水电工程中常用的，较详细具体的折减系数取值方法
第二节 坝基（肩）岩体的抗滑稳定分析
一、坝基岩体滑动破坏的类型 1.表层滑动 表层滑动指坝体沿坝底与基岩的接触面（通常为混凝土与岩石的接触面） 发生剪切破坏所造成的滑动，所以也称为接触滑动。滑动面大致是个平面。 当坝基岩体坚硬完整不具有可能发生滑动的软弱结构面，且岩体强度远大 于坝体混凝土强度时，才能出现这种情况，另外地基岩面的处理或混凝土 浇筑质量不好也是形成这种滑动的因素之一。
滑动面常是由平缓的软弱结构面构成，例如缓倾的页岩夹层、泥化夹层、节理、 卸荷裂隙、断层破碎带等。它们的抗滑能力显著的低于坝基底面与基岩接触面的 抗剪强度，也低于岩体中其他界面或部位的抗剪强度。
坝基滑动边界条件示意图
三、边界条件的阻滑因素
1、滑动面的阻滑因素
2、侧向切割面的阻滑作用
通常进行抗滑稳定分析是不计岩体的侧向抗滑作用的，只把它作为安全储备。 当切割面与滑动方向以一个较小的角度斜交，或倾角不是90，在这种情况下， 它就兼有滑动面的性质，且其阻滑力还常是不小的。 3、坝下游抗力体的阻滑作用 在坝基下可能发生滑移的岩体中，有 时下游的局部岩体具有支撑或抗滑作 用，这部分岩体中的称做抗力体
2、浅层滑动
当坝基岩体软弱，或岩体虽坚硬但表部风化 破碎层没有挖除干净，以致岩体强度低于 坝体混凝土强度时，则剪切破坏可能发生在 浅部岩体之内，造成浅层滑动 。滑动面往 往参差不齐。一般较大型的混凝土坝对地基 处理要求严格，所以浅层滑动不是控制设计 的主要因素。而有些中、小型水库，坝基发 生事故则常是由于清基不彻底而造成的。
（二）锚固
当地基岩体中发育有 控制岩体滑移的软弱 面时，为增强岩体的 抗滑稳定性，可采用 预应力锚杆（或钢缆） 进行加固处理。其方 法为先用钻孔穿过软 弱面，深入坚硬完整 的岩体，然后插入预 应力钢筋或钢缆，再 用水泥砂浆灌入孔内 封闭。
（三）槽、井、洞挖回填混凝土
1、高倾角软弱破碎带的 处理