坝基岩体稳定性工程地质分析
坝基(地基)稳定性问题的工程地质研究复习资料
坝基（地基）稳定性问题的工程地质研究复习资料1、土石坝：特点：①坝体是柔性的，由散粒体材料碾压堆筑而成，允许产生较大的变形，对地质条件要求低；②坝体断面和底宽均较大，对地基的压应力较小，抗滑稳定问题不突出；①对渗透稳定性要求高，防渗墙很重要；②坝顶不能溢流：a 对近坝库段稳定要求高：防止库区涌浪漫顶，b 对两岸地形要求高：i 高山峡谷：应选择弯曲河段，凸岸可布置洞群及建筑物；ii 丘陵：建筑物布置在两岸，选择合适的垭口布置溢洪道；iii 平原：建筑物布置在河岸。
总体上看，对坝基要求低，但应注意研究如下问题：①坝肩边坡较陡时，应注意坝体与地基岩体的接触问题；②当坝基分布有深厚砂砾石层时，应注意渗漏和渗透稳定；③当坝基分布有软土层时：承载力低，沉降大；厚度变化大时，不均匀沉降问题突出；④当坝基分布有黄土时，应注意湿陷性问题；⑤当坝基分布有疏松砂土及少粘性土（粘粒含量<15%）时，应注意液化问题（静力和动力）；⑥当坝基分布有岩溶时，应注意渗漏和塌陷问题；⑦当坝基分布有断层破碎带以及强透水带或泥化夹层时，应注意渗透变形、抗滑稳定问题；⑧应注意含有可溶岩类的岩土体；⑨透水坝基下游坝趾处分布有连续的、透水性较差的覆盖层时，应注意扬压力和流土问题；⑩需有丰富的、满足质量要求的天然建材。
2、重力坝特点：①坝体刚度大，坝基不允许产生较大的不均匀变形，对地质条件要求高；②坝体断面和底宽相对较大，压应力也较大，所以对坝基的承载力和抗滑稳定要求均较高；③坝顶可布置泄洪建筑物，坝内可布置发电、泄洪建筑，所以对两岸可无布置洞群的要求，对地形适应性好；④以自身重量维持稳定。
要求：①具有足够的抗滑稳定性，能满足抗滑稳定的要求；②具有足够的承载力和刚度，且要求具有较好的均匀性和完整性；③坝基、坝肩具有良好的抗渗性和渗透稳定性，不产生大量渗漏和过大的扬压力；④峡谷区近坝库段和坝肩稳定性好；⑤采取坝顶泄水方案时，坝下游河床具有较好的抗冲刷能力；⑥坝址区附近应有足够的、符合质量要求的混凝土骨料或石料。
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。
坝基岩体稳定性的工程地质分析
四、支墩坝对地质地形条件的要求
支墩坝是由一系列相隔一定距离的支墩和向上游倾斜的挡水盖 板组成，库水、泥砂压力等由盖板经支墩传给地基。为了加强支墩 之间的整体性和侧身稳定性，支墩还常设有加劲梁。根据盖板的不 同，支墩坝可分为平板坝、大头坝和连拱坝。
支墩坝对地质地形条件的适 应性比较强，在岩基和土基上 均可修建，但要注意相邻支墩 产生过大的不均匀沉降。
一个河段筑坝的可能性，除根据国民经济的需要外，还要看当地 的自然条件是否有这种可能性。在坝址坝型选择中，主要应根据坝 址区的地形地质，材料供应(主要是天然建筑材料)，枢纽布置，水 文、施工和运行条件，通过详细的技术经济比较论证后选定。但是 必须指出，在这些条件中，工程地质条件是一个十分重要的方面。
水利水电建设的实践表明，工程地质条件不仅影响到坝址、坝型 的选择，而且关系到工程的投资、施工工期、工程效益和工程安全。
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）对坝基中存在的断层破碎带等软弱岩体必须进行慎重的处 理，以提高岩体的均一性，防止变形过大造成拱坝拉裂。
（4）两岸坝肩要有足够的稳定性，拱端要有比较雄厚的稳定岩 体。对两岸发育的与河流大致平行的中、高倾角断层、节理、层面、 卸荷裂隙等要特别重视，仔细研究其特征，及有否与缓倾角软弱结 构面组合，从而构成滑动块体。
二、重力坝对地质地形条件的要求
重力坝是由混凝土或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物，重力坝主要 依靠坝身自重与地基间产生足够大的摩阻力来保持稳定，故重力坝对 地基要求比土石坝高，一般修建在基岩上。低坝也可修在较好的土质 地基上。重力坝对地质地形条件的要求主要有：
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。
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
第十九章第四节知识资料岩体结构和稳定分析
第四节岩体结构和稳定分析岩体是指由各种岩石块体所组成的天然地质体。
它通常具有不延续性、非匀称性和各向异性的特点。
普通将与工程有关的岩体叫工程岩体，其中组成岩体的岩块称为结构体，将岩体分割成岩块的不延续界面称为结构面，结构面和结构体的组合关系称为岩体结构，其组合类型称为岩体结构类型。
一、岩体结构面和结构体的类型和特征（一）结构面的类型和特征结构面是指各种不同成因、不同特性的地质界面，如层面、节理裂隙面、断层面、不整合接触面及刚强夹层等，使岩体成为一种不延续介质。
结构面是控制岩体工程地质性能的重要因素。
1．结构面的类型按成因，结构面可分为原生结构面、构造结构面和次生结构面三大类。
（1）原生结构面原生结构面是指在成岩阶段形成的结构面，可分为沉积、火成和变质结构面三种类型。
①沉积结构面：在沉积岩成岩过程中形成的各种地质界面，如层理面、沉积间断面（假整合、角度不整合）及原生刚强夹层等。
②火成结构面：岩浆侵入、喷溢、冷凝所形成的各种结构面，包括火成岩中的流层、流线、原生节理、侵入体与围岩的接触面及刚强接触面等。
③变质结构面：是指变质岩形成时产生的结构面，如片麻理、片理、板理等。
(2)构造结构面在构造应力作用下在岩体中形成的破碎面或破碎带称为构造结构面，其中包括劈理、节理、断层和层间错动带等。
(3)次生结构面次生结构面是地表浅层的岩体经风化、卸荷及地下水等作用下形成的结构面，如风化裂隙、卸荷裂隙和泥化夹层、爆破碎隙等。
2.结构面的特征结构面的特征包括结构面的规模、形态、结构面的间距、连通性、方位、张开度及胶结充填情况等。
（1）结构面的规模第1 页/共10 页中国科学院地质研究所将结构面的规模分为五级，直接影响工程区域稳定性的区域断裂破碎带属于一级结构面，普通在计划选点时，应尽量避免。
二级结构面是指延展性较好，贯通囫囵工程地区或在一定范围内切断囫囵岩体的结构面，如断层、层间错动带、刚强夹层、沉积间断面、大型接触破碎带等的分布和组合，控制了山体及工程岩体的破坏方式及滑动边界。
软基上建重力坝的坝基抗滑稳定分析
1 工程概况
某水电站位于保山市腾冲县，是龙江—瑞丽 江干流龙江一级～腾龙桥河段龙头水库及相关梯 级水电站开发方案中位于龙文桥电站下游的水电 站， 电 站 装 机 容 量 2×22.5MW， 设 计 水 头 22m， 设计发电引用流量 238.8m3/s，是以发电为单一任 务的径流引水式电站。
水电站总库容 998.4×104m3，工程等别为Ⅳ 等，工程规模为小（1）型，主要建筑物按 4 级设 计。电站主要建筑物由拦河坝挡水建筑物（1 号、 2 号和 6 号坝段）、泄水建筑物（5 号坝段）、发 电 建 筑 物（3 号、4 号 坝 段） 组 成。 拦 河 大 坝 为 混 凝 土 重 力 坝， 坝 顶 高 程 1280.50m， 最 大 坝 高 48.5m（主厂房坝段），坝顶最小宽度 6m，坝顶 长 180.25m，共分 6 个坝段。设计洪水标准为 50a
云南水力发电
第 35 卷
70
YUNNAN WATER POWER
第 1期
软基上建重力坝的坝基抗滑稳定分析
米艳芳，寇甲兵
（云南省水利水电勘测设计研究院，云南 昆明 650021）
摘 要：针对软基上建重力坝的抗滑稳定问题进行了分析研究。因大坝基础为卵粒岩组和砂粒岩组的互层，为微成岩，采用抗剪公式
进行了沿建基面的抗滑稳定计算；针对坝基可能存在的深层抗滑稳定问题，采用公式法和双滑面法两种方法进行了复核对比验算，分
力 + 淤沙压力 + 风压力 + 浪压力 + 其他
自重 + 水重 + 静水压力 + 扬压力 + 土压 基本组合 2 设计洪水位情况
力 + 淤沙压力 + 风压力 + 浪压力
砂粒岩组 2.08 0.475 0.04 0.375 0.425 0.0375 0.325
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
返回19
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。
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。
工程地质分析原理(判断)
【】震级频度关系（lgn=a-bM）中b值愈小震级较高的地震所占的比例愈大。（√ ）
【】地震基本烈度：在给定时间内可能遇到的最大烈度。（ √ ）
【】具有一定岩石成分和Hale Waihona Puke 定结构的地质体称为岩体。（× ）
【】地震发生时描述震源物理过程的物理量称为震源参数。（√ ）
【】地震波包括在介质内传播的体波和在界面附近传播的面波。（√）
【】地震烈度是表示地震本身大小的尺度，是由地震所释放出来的能量大小所决定的。（×）
【】砂土液化的现场测试方法主要有剪切波速判别法、标贯判别法和静力触探判别法。（√）
【】斜坡最大拉应力通常出现在离坡脚三分之一的坡度处。（×）
【】弯曲-拉裂与滑移-拉裂在一定条件下可以相互转化。（×）
【】“卸荷带”是指经变形而松弛、并含有与变形有关的表生结构面的岩体。实质上就是坡体中的应力集中部位。（×）
【】对于平面滑移，在θ（滑面倾角）<β（坡面倾角）的条件下，当tgθ>C/σ+tgφS 时,斜坡成坡后立即破坏。（√）
【】当两组软弱结构面相交并与临空面组合构成岩体滑移结构体时，结构体
的滑移方向受结构面交线的控制。（√）
【】当坝基岩体的抗剪强度小于坝体混凝土的抗剪强度时，坝基岩体易在库
水推力作用下发生浅层滑动。（√）
【】导致岩体稳定性阵发性、周期性变化的可逆作用，一般不稳定性的总趋势，只影响破坏发生的时间。（√）
【】山岩压力是硐室开挖后的重分布应力。（×）
【】塑性围岩的变形破坏主要是在应力重分布与水分重分布作用下发生的，主要有塑性挤出、弯折内鼓、剪切滑移、重力坍塌等类型。（×）
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。
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)
学尔森整理“2018年一级建造师考试《水利水电》知识点”，更多关于一级建造师考试复习资料，请访问学尔森一级建造师考试网。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（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。
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
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。
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。
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。
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。
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
（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。
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
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