第8章 坝基岩体稳定性 工程地质.pptVIP

第八章（地）坝基岩体稳定性分析 第一节　坝基岩体的压缩变形与承载力 第二节　（地基）坝基（肩）岩体的抗稳定 分析 第三节　坝基岩体抗滑稳定计算参数的选择 第四节　降低坝基岩体抗滑稳定性的作用 第五节　坝基处理 概 述 在江河上修建的水工建筑物大多要综合考虑防洪、发电、灌溉、供水、航运、渔业、卫生等多方面的要求。 要修建多种水工建筑物组成一个水利枢纽，坝是其中最重要的水工建筑物，它拦蓄水流，抬高水位，承受着巨大的水压力和其他各种荷载。为了维持平衡稳定，坝体又将水压力和其他荷载以及本身的重量传递到地基或两岸的岩体上，因而岩体所承受的压力是很大的。另外，水还可渗入岩体，使某些岩层软化、泥化、溶解以及产生不利于稳定的扬压力。因此，大坝建筑对地基岩体的稳定条件有着很高的要求。岩体的稳定常是坝体稳定的关键因素。 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。 各种坝失事百分率统计 1.土石坝的工程地质条件 土石和堆石坝是由粘土、黄土、砂土、砾石、碎石、块石料散体堆积而成的，上下游边坡与堆筑材料的稳定坡角应相适应，以保持坝坡的稳定。这类坝坝坡平缓，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，故与混凝土坝相比，它对坝基工程地质的要求较低，可以在软基和工程地质条件复杂的地基上兴建。但是，对下列地质情况的研究和处理需特别注意： (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； (6)断裂破碎、透水性强或有不稳定泥化夹层的岩体；(7)含有大量可溶性岩类的岩土体； (8)透水坝基下游坝趾处有连续的透水性较差的覆盖层。 坝基中如有软粘土、淤泥、泥炭、粉细砂层呈不均匀分布，对修土坝也是不利的。砂砾石地基承载力高，同时透水性强，要注意渗漏和承压水以及渗透变形问题。土石坝抗震稳定性好，但在强震区要尽量避开厚层的易震动液化的粉细砂层。土石坝缺点是不许坝端宣泄洪水，所以，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。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，是修建土石坝的必要条件。 2.重力坝的工程地质条件 重力坝包括混凝土重力坝，浆砌石重力坝。宽缝重力坝、腹孔重力坝、梯形坝、硬壳坝等，这些坝主要依掌坝身自重与地基间产生足够大的摩阻力来保持其稳定。 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。 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。 6）坝区附近应有足够的、合乎要求的混凝土骨料或石料。 3.拱坝的工程地质条件 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。 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。 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： 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