第五章坝基稳定性的工程地质研究.

1.土石坝对地质、地形条件的要求
土石坝是由散体材料经碾压填筑而成，坝坡平缓，体积庞 大，底宽较大，对地基底压应力较小。同时坝体堆筑材料之间 没有胶结材料，坝体是柔性的，允许产生较大的变形。故它对 坝基工程地质地形条件的要求较低，在土质地基和岩石地基上 均可兴建。但是，对下列地质情况需特别注意研究和处理： 岩石地基：强烈喀斯特岩体、大的断层破碎带、强透水和抗剪 强度低的软弱夹层、泥化夹层的岩体、基岩起伏太大的岩体。 土质地基：(1)深厚砂砾石层；(2)软土；(3)湿陷性黄土；(4) 疏松砂土及少粘性土(粘粒含量小于15％)；(5)岩溶，即含大量 可溶岩类土； (6)透水坝基下游坝趾处有连续的透水性较差的 覆盖层。
3）坝基(肩)应有良好的抗渗性，在库水上下游水头差作用 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。
4）重力坝对地形适应性好，但两岸山坡岩体必须稳定，没 有难以处理的滑坡体和潜在的不稳定的滑移体。
5）重力坝可以从坝顶宣泄大量洪水，下游河床岩体应具有 对高速水流的抗冲能力，以免冲刷坑向上游扩展，威胁大坝安全。
土石坝适用于各种地形条件，在布设的时候应注意下列原则：
(1)坝址附近在地形上最好有天然垭口以便布置溢洪道， 或是有利于布置侧槽式溢洪道、溢洪洞的地形地质条件。 (2)土石坝是当地材料坝，坝区附近有足够数量的、合乎 质量标准又易于开采运输的粘土、砂砾石或堆石料。
小浪底水库大坝高154 米，总填筑量5185万 立方米，是我国迄今 为止最大的土石坝。
各种坝失事百分率统计
原因 地质 水文 施工 运行 水库 材料 原因百分 重力坝 拱坝 支墩坝 土石坝 率(%) 4 12 10 10 3源自文库 1 2 3 15 21 1 1 3 5 10 1 1 1 4 7 1 2 4 3 10 2 2 9 3 16 10 20 30 40 100
坝型百分 率(%)
第五章 坝基稳定性的工程地质研究
第1节、概述 第2节、各种坝型对地质地形条件的要求 第3节、坝基（肩）岩体的抗滑稳定性 第4节、坝基岩体质量分类
第5节、坝区渗漏与渗透稳定性
第6节、坝基处理
第1节、概述
水利水电工程建设实践表明，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。在大 坝发生毁坏的事故中，因地质问题而引起的最多， 因此在大坝的设计和施工中，对坝基或坝肩的岩 体进行工程地质条件的分析研究是非常重要的。
6）坝区附近应有足够的、合乎要求的混凝土骨料或石料。
三峡大坝
3.拱坝对地质、地形条件的要求
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。与重力坝比 较，拱坝对两岸岩体的要求较高，要求两岸拱座岩体具有抗 滑稳定、变形稳定和渗透稳定。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。
重力坝滑动失稳模式
表层滑动
浅层滑动
深层滑动
混合滑动
2.重力坝对地质、地形条件的要求
重力坝是依靠坝身自重与地基间产生足够大的摩阻力来保 持其稳定，故对地基要求比土石坝高，一般都修在岩基上，低 坝也要修在较好的土质地基上。
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，使坝体裂开，甚至毁坏。
平板坝
连拱坝
大头坝
第3节、坝基（肩）岩体的抗滑稳定性
1.坝基滑动破坏类型
坝基岩体抗滑稳定性是指坝基岩体在筑坝后的各种工程荷载作 用下，抵抗发生剪切破坏的性能。不同坝型对坝体和地基接触 面或地基岩体中是否可能产生滑动的要求是不相同的。坝基抗 滑稳定问题是重力坝设计和重力坝工程地质勘查研究的主要课 题。其它坝型也考虑坝体的滑动问题，但其重要性不如重力坝 突出。对于重力坝而言，很少有由于坝身受到剪切破坏的坝， 但是多数坝基岩体中总是存在着风化岩体。软弱夹层、断层裂 隙、地下水等不利地质条件，在不利条件组合下造成坝基滑动， 使大坝遭受破坏。
修建拱坝比较理想的河谷断面形状应是比较狭窄的、 两岸对称的“V”字形河谷，其次是“U”形和梯形。河 谷的宽高比值在1.5-2比较理想，最好不超过3.5。
二滩双曲拱坝
电站地点：四川攀枝花 所在河流：雅砻江 所在水系：长江水系 主要坝型：混凝土拱坝 坝高：240 米
4.支墩坝对地质地形条件的要求
支墩坝是由向上游倾斜的挡水盖板和支撑盖板的多个支墩 组成的。水压力由盖板经支墩传给地基。与重力坝相比，它的 体积比重力坝要小很多，坝对地基的荷载要低于同等高度的重 力坝，对地质条件的适应性较强，其对地质地形条件的要求同 重力坝，但需注意防止相邻支墩产生较大的不均匀沉降。
主要解决问题： 坝基在承受荷载作用下不会发生滑动失稳； 坝基各部位的应力及变形值要在学科范围之内，避免 产生过大的局部应力集中和严重的不均匀变形； 坝基在渗流水的长期作用下，保持力学上和化学上的 稳定，渗漏量和渗流压力都应控制在允许范围之内。
第2节、各种坝型对地质、地形条件的要求

土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、 辗压等方法堆筑成的挡水坝。当坝体材料以土和砂 砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主 时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时， 称土石混合坝。 重力坝主要依靠坝体自身重量在滑动面上产生的抗 滑力来抵消坝前水压力以满足稳定的要求。 拱坝是在平面上呈凸向上游的拱形挡水建筑物，借 助拱的作用将水压力的全部或部分传给河谷两岸的 基岩。 支墩坝是由向上游倾斜的挡水盖板和支撑盖板的多 个支墩组成的，水压力由盖板经支墩传给地基。