抗滑稳定分析.
重力坝的抗滑稳定分析
主应力：σ1u=（1+n2) σyu-(pu-puu) n2 σ2u= pu-puu σ1d=(1+ m2) σyd-(pu-pud) m2 σ2d= pd-pud
例1 某重力坝如下图所示，属一级建筑物，基本组合[Ks]=1.10，特殊组合[Ks]=1.05，材料容重为24KN/m3，水的容重为10KN/m3，摩擦系数为f=0.62，试分析该坝的抗滑稳定性。（注：图中高程及尺寸单位均为米）
水工建筑物习题课
重力坝的抗滑稳定分析
沿坝基面的抗滑稳定分析
单一安全系数法、极限状态分析法
抗剪强度公式
Ks=f(∑W-U)/ ∑P
抗剪断公式
Ks’=[f’(∑W-U)+c’A]/ ∑P
刚体极限平衡法
单斜面深层抗滑稳定计算
当整个可能滑动面基本上都由软弱结构面构成
01
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时，宜用抗剪强度公式计算，Ks值用1.05~1.3；
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校核洪水位情况（特殊组合）抗滑稳定安全系数计算： 扬压力：U=10×25×60.5+10(70-25)×60.5÷2=28737.5(KN) 上游水压力：P1=10×70×70÷2=24500(KN) 下游水压力：P2=10×25×25÷2=3125(KN) 下游水重：W2=10×25×0.7×25÷2=2187.5(KN) 公式：Ｋs=f.(∑W-U)/∑P Ｋs=0.62×(63570+2187.5-28737.5)/(24500-3125)=1.07 ∵基本组合抗滑稳定安全系数：Ｋs=1.24＞[Ｋs]＝１.1０ 特殊组合抗滑稳定安全系数：Ｋs=1.07＞[Ｋs]＝１.05 均符合规范要求 ∴ 该坝的抗滑稳定是安全的。
重力坝-抗滑稳定分析
§3.3.1
重力坝抗滑稳定分析概述
任务—着重介绍抗滑稳定分析方法。 任务—着重介绍抗滑稳定分析方法。 目的— 目的—核算坝体沿坝基面或沿地基深层较弱结构面抗滑 稳定的安全度。 稳定的安全度。 分析方法— 分析方法— 刚体极限平衡法( method)； 刚体极限平衡法(rigid limit equilibrium method)； 有限单元法( method)； 有限单元法(finite element method)； 地质力学模型试验法 模型试验法( method)。 地质力学模型试验法(model testing method)。 问题分类— 问题分类— 平面问题——各坝段独立受力。 ——各坝段独立受力 平面问题——各坝段独立受力。 空间问题—— ——坝基内断层多条相互切割交错构 空间问题——坝基内断层多条相互切割交错构 成空间滑动体或地形陡峻的岸坡段。 成空间滑动体或地形陡峻的岸坡段。
§3.3.1
重力坝抗滑稳定分析概述
地质力学模型试验法： 地质力学模型试验法：
能较好地模拟基岩的结构、强度和变形特性， 能较好地模拟基岩的结构、强度和变形特性， 以及自重、静水压力等荷载， 以及自重、静水压力等荷载，能形象地显示滑移破坏 的过程。模拟内容不够全面和完善， 的过程。模拟内容不够全面和完善，不能完全依靠试 验定量解决问题。 验定量解决问题。 优点： 优点：能直观的模拟坝体与地基稳定体系中的主要影响 因素及变形与破坏全过程； 因素及变形与破坏全过程； 缺点：模拟内容有限，往往需要依据经验作适当简化， 缺点：模拟内容有限，往往需要依据经验作适当简化， 模型一旦建立，不易修改、费用高、周期长， 模型一旦建立，不易修改、费用高、周期长，试验结 果受到测试技术与若干不确定性因素的影响等。 果受到测试技术与若干不确定性因素的影响等。
重力坝-抗滑稳定分析
§3.3.1
重力坝抗滑稳定分析概述
刚体极限平衡法： 刚体极限平衡法： 将断裂面（指坝体、岩体或大坝与岩 将断裂面（指坝体、岩体或大坝与岩体组成的滑 裂体等）看成刚体， 裂体等）看成刚体，不考虑滑裂体本身和滑裂体之间 变形的影响，也不考虑滑裂面上应力分布情况， 变形的影响，也不考虑滑裂面上应力分布情况，仅考 虑滑裂面上的合力（正压力、剪应力），而忽略力矩 虑滑裂面上的合力（正压力、剪应力），而忽略力矩 的作用效应。 的作用效应。 优点：概念清楚，计算简便， 优点：概念清楚，计算简便，任何规模的工程均 可采用； 可采用； 缺点：是不能考虑岩体受力后所产生变形的影响， 缺点：是不能考虑岩体受力后所产生变形的影响， 极限状态与允许的工作状态也有较大的出入。 极限状态与允许的工作状态也有较大的出入。
§3.3.2 坝基破坏机理
随着库水位的上升， ③随着库水位的上升，首先在大坝上游坝踵 的地基表层出现微裂隙扩张区， 的地基表层出现微裂隙扩张区，然后出现坝 踵裂缝及其尖端的微裂松弛区， 踵裂缝及其尖端的微裂松弛区，并向地基深 部发展；当基岩较软弱，力学强度较低时， 部发展；当基岩较软弱，力学强度较低时， 则滞后一些或同时在坝趾基岩中出现剪切屈 并逐渐向上游发展， 服，并逐渐向上游发展，在外因及内因作用 贯穿坝下整个浅层基岩， 下，贯穿坝下整个浅层基岩，导致大坝整体 失稳。 失稳。
§3.3.2 坝基破坏机理
均质坝基上混凝土重力坝沿坝基面滑动失稳机理： 均质坝基上混凝土重力坝沿坝基面滑动失稳机理：
重力坝岩基的破坏首先开始于坝踵附近产 生的拉裂缝和微裂隙扩张松弛， 生的拉裂缝和微裂隙扩张松弛，而后坝趾区 出现剪切屈服区且逐渐向上游发展， 出现剪切屈服区且逐渐向上游发展，最后在 坝下浅层岩基中上下游贯通，形成滑动通道， 坝下浅层岩基中上下游贯通，形成滑动通道， 导致大坝的整体失稳破坏。 导致大坝的整体失稳破坏。 分析时，以一个坝段或取单宽计算，计算 分析时，以一个坝段或取单宽计算， 公式有抗剪强度公式 抗剪断公式。 抗剪强度公式和 公式有抗剪强度公式和抗剪断公式。
抗滑稳定地基承载力计算
抗滑稳定地基承载力计算抗滑稳定和地基承载力计算是土木工程设计中非常重要的两个方面。
抗滑稳定计算用于确定结构物的地基是否足够稳定，能否承受其自身重量、外部荷载和地震力等。
地基承载力计算用于确定地基是否能够承受结构物的荷载并保持稳定。
以下是对这两个方面的详细说明。
一、抗滑稳定计算抗滑稳定计算的目的是确定地基是否能够抵御滑动的力量，确保结构物不会发生滑移。
主要包括以下几个方面：1.土壤强度参数的确定：通过实地或室内试验，确定土壤的摩擦角和凝聚力等强度参数，并确保其精确性。
2.土壤抗滑稳定分析：采用常用的极限平衡法，计算诸如弯矩、剪力等力的平衡状态，以确定结构物是否存在滑动的危险。
3.地震力的考虑：在抗滑稳定计算中，还需考虑地震力对结构物的影响。
通常根据地震分区和结构物的重要性等级，确定地震力的作用，进一步分析抗滑稳定性。
地基承载力计算是为了确保地基能够承担结构物的荷载，并保持稳定。
主要包括以下几个方面：1.地基类型的选择：根据实际情况选择地基类型，如扩展基础、桩基础等。
不同地基类型的承载力计算方法有所不同。
2.地基承载力的分析：根据地基类型和结构物的荷载，选择合适的计算公式，计算地基的承载力。
常用的计算方法有承载力法、应变法等。
3.土壤力学参数的选择：与抗滑稳定计算类似，地基承载力计算也需要准确的土壤力学参数。
一般通过实地试验或室内试验获得，并进行分析和计算。
最后，抗滑稳定和地基承载力计算的准确性对土木工程设计的可靠性和安全性至关重要。
设计者需要在分析和计算过程中充分考虑各种因素，并在设计过程中进行必要的修正和校正。
此外，结构物使用过程中对地基的监测和维护也是不可忽视的。
通过合理的抗滑稳定和地基承载力计算，可以确保结构物的安全运行以及土木工程项目的长期可持续发展。
岩土工程中的抗滑稳定分析
岩土工程中的抗滑稳定分析岩土工程是工程领域中重要的一个分支，它主要研究土壤和岩石的性质、行为以及其在工程结构中的应用。
而在岩土工程中，抗滑稳定分析是一个至关重要的环节。
抗滑稳定分析是指在设计和施工过程中，对土壤或岩体的抗滑稳定性进行评估和分析的过程。
这种分析主要通过计算土体或岩石的抗滑安全系数，来判断在不同荷载作用下岩土体是否会发生滑动或破坏。
在抗滑稳定分析中，最常用的方法是松弛体法。
这种方法首先假设土体是一个松弛的体，然后施加荷载使其发生变形。
通过计算变形过程中产生的相应应力，可以得到抗滑安全系数。
通过这种方法，可以对土体的抗滑性能进行评估和预测。
此外，还有一种常用的分析方法是变形体法。
这种方法是在土体或岩体中定义一个变形体，然后应用力学原理进行计算。
通过计算变形体在荷载作用下的应力和变形，可以得到土体或岩体的抗滑安全系数。
抗滑稳定分析在岩土工程中的应用非常广泛。
在土坡工程中，通过抗滑稳定分析可以判断土坡的稳定性，并采取相应的措施来防止滑坡的发生。
在地基工程中，抗滑稳定分析可以帮助设计师评估地基的稳定性，并制定相应的地基处理方案。
在基岩挖掘工程中，抗滑稳定分析可以帮助设计师确定岩体的稳定性，并为工程施工提供重要指导。
然而，在进行抗滑稳定分析时，也面临一些挑战和困难。
首先，土壤和岩石的物理性质和力学性质非常复杂，难以精确描述。
其次，荷载的大小和方向也会对抗滑稳定性产生影响。
再次，地下水的变化也会对土体或岩体的抗滑稳定性产生重要影响。
因此，在进行抗滑稳定分析时，需要综合考虑多种因素，并进行全面的分析。
面对这些挑战，岩土工程师需要充分了解土壤和岩石的性质，掌握抗滑稳定分析的原理和方法。
同时，也需要结合实际工程情况，进行合理的假设和简化，以便进行分析和计算。
此外，准确的数据收集和现场监测也是保证抗滑稳定分析结果准确性的重要手段。
总之，抗滑稳定分析在岩土工程中发挥着重要的作用。
它是设计和施工过程中不可或缺的环节，可以帮助工程师评估和预测土体或岩体的抗滑稳定性。
坝体工程抗滑稳定性分析与改进
坝体工程抗滑稳定性分析与改进引言：坝体工程的抗滑稳定性是坝体工程设计与施工中一个重要的考虑因素。
坝体工程的安全性直接关系到人民群众生命财产的安全，因此，对于坝体工程的抗滑稳定性进行分析与改进，具有重要的现实意义。
一、坝体工程抗滑稳定性分析方法坝体工程抗滑稳定性分析是通过评估坝体工程在外力作用下的稳定性，判断其是否具备抵御滑移的能力。
目前常用的分析方法有：古典方法、有限元法和边坡稳定分析法。
古典方法是最早被使用的一种坝体工程抗滑稳定性分析方法，其基本原理是根据力学原理和土力学原理，通过计算坝体与土体的受力关系，确定坝体的抗滑稳定性。
然而，古典方法只能进行简单的力学计算，难以考虑到复杂的工程地质情况，因此在实际工程中应用有一定的局限性。
有限元法是一种近年来发展起来的坝体工程抗滑稳定性分析方法，它通过将坝体划分为无数个小单元，计算每个小单元受力情况，并将这些力的计算结果进行综合，得到坝体的整体受力情况。
有限元法具有计算精度高、可以考虑到复杂的工程地质因素等优点，但是由于计算量大、计算时间长等问题，使得其在实际应用中存在一定的困难。
边坡稳定分析法是一种综合考虑边坡稳定性各种因素的坝体工程抗滑稳定性分析方法，其基本原理是通过对坝体工程边坡稳定性各种因素的量化分析，综合考虑这些因素对坝体工程抗滑稳定性的影响。
边坡稳定分析法充分考虑了地质地形、工程结构及土体力学等因素，可以较全面地评估坝体工程的抗滑稳定性，因此在实际应用中被广泛采用。
二、坝体工程抗滑稳定性改进方法针对坝体工程抗滑稳定性分析的结果，如何进行改进，提高坝体工程的抗滑稳定性成为一个重要问题。
目前常用的改进方法有：增加支撑结构、地下浇筑坎、加固边坡和改善土质条件等。
增加支撑结构是一种常见的坝体工程抗滑稳定性改进方法，通过增加支墩、桩等支撑结构来提高坝体的承载能力和整体抗滑稳定性。
这种方法通常用于对坝体工程边坡稳定性较差的地区，能够有效改善坝体工程的抗滑稳定性。
坝体结构计算公式
坝体结构计算公式在水利工程中，坝体结构是非常重要的一部分，它承担着防洪、蓄水、发电等多种功能。
因此，对坝体结构进行合理的计算和设计是非常重要的。
在进行坝体结构计算时，需要考虑很多因素，比如地质条件、水文条件、工程要求等等。
在本文中，我们将重点介绍坝体结构计算的公式和相关内容。
坝体结构计算公式主要包括以下几个方面，坝体受力分析、抗滑稳定分析、抗倾覆稳定分析、渗流计算等。
下面我们将分别介绍这些方面的计算公式和相关内容。
1. 坝体受力分析。
坝体受力分析是坝体结构计算的基础，它包括了坝体的内力和外力分析。
在进行坝体受力分析时，需要考虑坝体的自重、水压力、地震力等因素。
坝体受力分析的计算公式主要包括了静力平衡方程和动力平衡方程。
静力平衡方程可以用来计算坝体在静止状态下的受力情况，而动力平衡方程则可以用来计算坝体在地震等外力作用下的受力情况。
2. 抗滑稳定分析。
抗滑稳定分析是指坝体在水压力作用下的稳定性分析。
在进行抗滑稳定分析时，需要考虑坝体的抗滑稳定性，即坝体在水压力作用下不发生滑动的能力。
抗滑稳定分析的计算公式主要包括了库伦剪应力公式、摩擦角计算公式、抗滑稳定系数计算公式等。
3. 抗倾覆稳定分析。
抗倾覆稳定分析是指坝体在水压力作用下的倾覆稳定性分析。
在进行抗倾覆稳定分析时，需要考虑坝体的抗倾覆稳定性，即坝体在水压力作用下不发生倾覆的能力。
抗倾覆稳定分析的计算公式主要包括了倾覆力矩计算公式、抗倾覆稳定系数计算公式等。
4. 渗流计算。
渗流计算是指坝体渗流情况的计算分析。
在进行渗流计算时，需要考虑坝体的渗透性和渗流速度等因素。
渗流计算的计算公式主要包括了达西定律、渗流速度计算公式、渗流通量计算公式等。
综上所述，坝体结构计算公式涉及了很多方面，包括坝体受力分析、抗滑稳定分析、抗倾覆稳定分析、渗流计算等。
在进行坝体结构计算时，需要综合考虑这些方面的因素，进行合理的计算和设计。
希望本文能对坝体结构计算公式有所帮助。
土体稳定性分析中的滑移面与抗滑稳定性研究
土体稳定性分析中的滑移面与抗滑稳定性研究在土体工程中，土体稳定性是一个非常重要的研究领域。
土体的稳定性直接关系到基础工程的安全性和可靠性。
因此，研究土体的滑移面与抗滑稳定性成为了土壤力学中的一项重要课题。
滑移面是土体中发生滑动和变形的面，它是土体稳定性分析的关键。
在土体中，存在两种滑移面，一种是内摩擦滑移面，另一种是不饱和土滑移面。
内摩擦滑移面是指土体内部由于受到外力的作用而发生位移和滑动的面。
不饱和土滑移面是指土体中包含水分的部分由于内在的水力作用而发生位移和滑动的面。
研究滑移面的目的是为了确定土体在外力作用下的位移和变形情况，从而进一步分析土体的稳定性。
通过分析滑移面的位置和形状，可以判断土体是否发生失稳和滑动。
因此，在土体工程中，研究滑移面是非常重要的。
除了研究滑移面，抗滑稳定性也是土体稳定性分析的关键。
抗滑稳定性是指土体在外力作用下抵抗滑动和变形的能力。
抗滑稳定性的研究需要考虑土体的内摩擦角、黏聚力和重力等因素。
通过评估这些因素，可以确定土体是否具有足够的抗滑稳定性。
为了研究滑移面和抗滑稳定性，土壤力学研究人员采用了多种方法和技术。
其中包括物理模型试验、数值模拟和现场观测等方法。
物理模型试验可以用于模拟土体的滑移过程，从而得到滑移面的位置和形状。
数值模拟可以通过计算机模拟土体受力和变形情况，进一步分析土体的稳定性。
现场观测则可以通过采集土体的位移和变形数据，评估土体的滑动和抗滑稳定性。
同时，土体稳定性分析中还需要考虑土体的流变特性。
土体的流变特性是指土体在外力作用下的应力应变关系。
通过研究土体的流变特性，可以更准确地确定滑移面的位置和形状，并进一步分析土体的稳定性。
因此，在土体工程中，研究土体的流变特性也是非常重要的。
在土体工程实践中，研究滑移面和抗滑稳定性有助于工程师设计和修建稳定可靠的基础工程。
通过研究滑移面，可以预测土体的位移和变形情况，从而采取相应的措施来保证工程的安全性。
通过研究抗滑稳定性，可以评估土体的抗力和稳定性，并制定相应的工程方案。
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（4）抽水措施：我国的龚嘴工程，下游水深达30m，采取抽水措施后 ，浮托力只按10m水深计算，节省了坝体混凝土浇筑量。
水工建筑物
抗滑稳定分析
2.提高坝体抗滑稳定的工程措施
（5）加固地基：帷幕灌浆、固结灌浆以及断层、软弱夹层的处理等。 （6）横缝灌浆：将部分坝段或整个坝体的横缝进行局部或全部灌浆， 以增强坝的整体性和稳定性。 （7）预加应力措施：在靠近坝体上游面，采用深孔锚固高强度钢索， 并施加预应力，既可增加坝体的抗滑稳定，又可消除坝踵处的拉应力。
（8）防渗排水：在坝基内布置防渗排水幕、保证排水畅通，降低扬压
力。 （9）空腹抛石：如果是空腹重力坝或宽缝重力坝，可在空腔内填块石 ，提高坝体稳定性。
水工建筑物
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抗滑稳定分析
2.提高坝体抗滑稳定的工程措施
水工建筑物项目化实训包
抗滑稳定分析
制作人：杜守建 山东水利职业学院ຫໍສະໝຸດ 2016.06抗滑稳定分析
抗滑稳定极限状态设计表达式
基本组合极限状态设计表达式：
偶然组合极限状态设计表达式: 抗滑稳定极限状态作用效应函数： 抗滑稳定极限状态抗力函数： 抗剪强度公式： 抗剪段断强度公式：
水工建筑物
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0 S ( G Gk , Q Qk , ak )