水工地质6(地基和边坡稳定)
水工建筑物抗震设计规范
中华人民共和国行业标准SL203-97水工建筑物抗震设计规范Specificatins for seismic design of hydraulic structures1997-08-04发布1997-10-01实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国行业标准主编单位：中国水利水电科学研究院批准部门：中华人民共和国水利部施行日期：1997年10月1日中华人民共和国水利部关于发布《水工建筑物抗震设计规范》SL203-97的通知水科技［1997］439号根据部水利水电技术标准制定,修订计划,由水利水电规划设计总院主持,以中国水利水电科学研究院为主编单位修订的《水工建筑物抗震设计规范》,经审查批准为水利行业标准,现予以发布.标准的名称和编号为：SL203-97.原《水工建筑物抗震设计规范》SDJ10-78同时废止. 本标准自1997年10月1日起实施.在实施过程中各单位应注意总结经验,如有问题请函告主持部门,并由其负责解释.本标准文本由中国水利水电出版社出版发行.一九九七年八月四日前言本规范是根据原能源部,水利部水利水电规划设计总院(91)水规设便字第35号文的通知,由中国水利水电科学研究院会同有关设计研究院和高等院校对原水利电力部于1978年发布试行的SDJ10-78《水工建筑物抗震设计规范》进行修订而成.本规范在修订过程中,主编单位会同各协编单位开展了广泛的专题研究,调查总结了近年来国内外大地震的经验教训,吸收采用了地震工程新的科研成果,考虑了我国的经济条件和工程实际,提出修订稿后,在全国广泛征求了有关设计,施工,科研,教学单位及管理部门和有关专家的意见,经过反复讨论,修改和试设计,最后由电力工业部水电水利规划设计管理局会同水利部水利水电规划设计管理局组织审查定稿.本规范为强制性行业标准,替代SDJ10-78.本规范共分11章和1个标准的附录.这次修订的主要内容有：进一步明确了规范适用的烈度范围,水工建筑物等级和类型,并扩大了建筑物类型和坝高的适用范围；提出了对重要水工建筑物进行专门的工程场地地震危险性分析以确定地震动参数的要求,并给出了相应的设防概率水准；增加了场地分类标准,并相应修改了设计反应谱；改进了地基中可液化土的判别方法和抗液化措施；根据1994年国家批准发布的GB50199-94《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》的原则和要求,在保持规范连续性的条件下,区别不同情况,把各类主要水工建筑物的抗震计算从定值安全系数法向分项系数概率极限状态的体系"转轨,套改",并给出了各类水工建筑物相应的结构系数；采用了对混凝土水工建筑物以计入结构,地基和库水相互作用的动力法为主和拟静力法为辅的抗震计算方法,对土石坝采用按设计烈度取相应动态分布系数的拟静力抗震计算方法；在编写的格局上改为按水工建筑物类型分章,各章分别给出抗震计算和抗震措施,并补充了内容.希望有关单位在执行本规范的过程中,结合工程实际,注意总结经验和积累资料,如发现需要修改和补充之处,请将意见和有关资料寄交归口管理单位,以便今后再次修订时考虑.本规范由原能源部,水利部水利水电规划设计总院提出修订.本规范由水利部水利水电规划设计管理局归口.本规范解释单位：水利部水利水电规划设计管理局本规范修订主编单位：中国水利水电科学研究院本规范修订协编单位：电力工业部昆明勘测设计研究院,电力工业部西北勘测设计研究院,上海市水利工程设计研究院,大连理工大学,河海大学.本规范主要起草人：陈厚群,侯顺载,郭锡荣,苏克忠,王钟宁,杨佳梅,卫明,林皋,方大凤,黄家森,李瓒,梁爱虎,武清玺,王锡忠,师接劳目次1总则2术语,符号2.1术语2.2基本符号3场地和地基3.1场地3.2地基4地震作用和抗震计算4.1地震动分量及其组合4.2地震作用的类别4.3设计地震加速度和设计反应谱4.4地震作用和其它作用的组合4.5结构计算模式和计算方法4.6水工混凝土材料动态性能4.7承载能力分项系数极限状态抗震设计4.8附属结构的抗震计算4.9地震动土压力5土石坝5.1抗震计算5.2抗震措施6重力坝6.1抗震计算6.2抗震措施7拱坝7.1抗震计算7.2抗震措施8水闸8.1抗震计算8.2抗震措施9水工地下结构9.1抗震计算9.2抗震措施10进水塔10.1抗震计算10.2抗震措施11水电站压力钢管和地面厂房11.1压力钢管11.2地面厂房附录A土石坝的抗震计算1总则1.0.1为做好水工建筑物的抗震设计,减轻地震破坏及防止次生灾害,特制定本规范.1.0.2适用范围：1主要适用于设计烈度为6,7,8,9度的1,2,3级的碾压式土石坝,混凝土重力坝,混凝土拱坝,平原地区水闸,溢洪道,地下结构,进水塔,水电站压力钢管和地面厂房等水工建筑物的抗震设计.2设计烈度为6度时,可不进行抗震计算,但对1级水工建筑物仍应按本规范采取适当的抗震措施.3设计烈度高于9度的水工建筑物或高度大于250m的壅水建筑物,其抗震安全性应进行专门研究论证后,报主管部门审查,批准.1.0.3按本规范进行抗震设计的水工建筑物能抗御设计烈度地震；如有局部损坏,经一般处理后仍可正常运行.1.0.4水工建筑物工程场地地震烈度或基岩峰值加速度,应根据工程规模和区域地震地质条件按下列规定确定：1一般情况下,应采用《中国地震烈度区划图(1990)》确定的基本烈度.2基本烈度为6度及6度以上地区的坝高超过200m或库容大于100亿m3的大型工程,以及基本烈度为7度及7度以上地区坝高超过150m的大(1)型工程,应根据专门的地震危险性分析提供的基岩峰值加速度超越概率成果,按本规范1.0.6的规定取值.1.0.5水工建筑物的工程抗震设防类别应根据其重要性和工程场地基本烈度按表1.0.5的规定确定.表1.0.5工程抗震设防类别1.0.6各类水工建筑物抗震设计的设计烈度或设计地震加速度代表值应按下列规定确定：1一般采用基本烈度作为设计烈度.2工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物,可根据其遭受强震影响的危害性,在基本烈度基础上提高1度作为设计烈度.3凡按本规范1.0.4作专门的地震危险性分析的工程,其设计地震加速度代表值的概率水准,对壅水建筑物应取基准期100年内超越概率P100为0.02,对非壅水建筑物应取基准期50年内超越概率P50为0.05.4其它特殊情况需要采用高于基本烈度的设计烈度时,应经主管部门批准.5施工期的短暂状况,可不与地震作用组合；空库时,如需要考虑地震作用时,可将设计地震加速度代表值减半进行抗震设计.坝高大于100m,库容大于5亿m3的水库,如有可能发生高于6度的水库诱发地震时,应在水库蓄水前就进行地震前期监测.1.0.8水工建筑物的抗震设计宜符合下列基本要求：1结合抗震要求选择有利的工程地段和场地.2避免地基和邻近建筑物的岸坡失稳.3选择安全经济合理的抗震结构方案和抗震措施.4在设计中从抗震角度提出对施工质量的要求和措施.5便于震后对遭受震害的建筑物进行检修.重要水库宜设置泄水建筑物,隧洞等,保证必要时能适当地降低库水位.1.0.9设计烈度为8,9度时,工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物,应进行动力试验验证,并提出强震观测设计,必要时,在施工期宜设场地效应台阵,以监测可能发生的强震；工程抗震设防类别为乙类的水工建筑物,宜满足类似要求.1.0.10引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中应用而构成本标准的条文.在标准出版时,所示版本均为有效.所有标准都会被修改,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性. GBJ11-89建筑抗震设计规范GB50199-94 水利水电工程结构可靠度设计统一标准SL/T191-96 水工混凝土结构设计规范SDJ12-78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区,丘陵区部分)SDJ21-78 混凝土重力坝设计规范SD133-84 水闸设计规范SD134-84 水工隧洞设计规范SD144-85 水电站压力钢管设计规范SD145-85 混凝土拱坝设计规范SDJ217-87 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原,海滨部分)SDJ218-84 碾压式土石坝设计规范SD303-88 水电站进水口设计规范SD335-89 水电站厂房设计规范按本规范进行水工建筑物抗震设计时,尚应符合有关标准,规范的要求.同级行业标准规范中,有关水工建筑物抗震方面的规定不符合本规范的,应以本规范为准.2术语,符号2.1术语2.1.1抗震设计：地震区的工程结构所进行的一种专项设计.一般包括抗震计算和抗震措施两个方面.2.1.2基本烈度：50年期限内,一般场地条件下,可能遭遇超越概率P50为0.10的地震烈度.一般为《中国地震烈度区划图(1990)》上所标示的地震烈度值,对重大工程应通过专门的场地地震危险性分析工作确定.设计烈度：在基本烈度基础上确定的作为工程设防依据的地震烈度.2.1.4水库诱发地震：由于水库蓄水或大量泄水而引起库区及附近发生的地震.2.1.5地震动：由地震引起的岩土运动.2.1.6地震作用：地震动施加于结构上的动态作用.2.1.7地震动峰值加速度：地震动过程中,地表质点运动加速度的最大绝对值.2.1.8设计地震加速度：由专门的地震危险性分析按规定的设防概率水准所确定的,或一般情况下与设计烈度相对应的地震动峰值加速度.2.1.9地震作用效应：地震作用引起的结构内力,变形,裂缝开展等动态效应.2.1.10地震液化：地震动引起的饱和砂土,粉土和少粘性土颗粒趋于紧密,孔隙水压力增大,有效应力趋近于零的现象.2.1.11设计反应谱：抗震设计中所采用的一定阻尼比的单质点体系,在地震作用下的最大加速度反应随体系自振周期变化的曲线,一般以其与地震动最大峰值加速度的比值表示.2.1.12动力法：按结构动力学理论求解结构地震作用效应的方法.2.1.13时程分析法：由结构基本运动方程输入地震加速度记录进行积分,求得整个时间历程内结构地震作用效应的方法.2.1.14振型分解法：先求解结构对应其各阶振型的地震作用效应后,再组合成结构总地震作用效应的方法.各阶振型效应用时程分析法求得后直接叠加的称振型分解时程分析法,用反应谱法求得后再组合的称振型分解反应谱法.2.1.15平方和方根(SRSS)法：取各阶振型地震作用效应的平方总和的方根作为总地震作用效应的振型组合方法.2.1.16完全二次型方根(CQC)法：取各阶振型地震作用效应的平方项和不同振型耦联项的总和的方根作为总地震作用效应的振型组合方法.2.1.17地震动水压力：地震作用引起的水体对结构产生的动态压力.2.1.18地震动土压力：地震作用引起的土体对结构产生的动态压力.2.1.19拟静力法：将重力作用,设计地震加速度与重力加速度比值,给定的动态分布系数三者乘积作为设计地震力的静力分析方法.2.1.20地震作用的效应折减系数：由于地震作用效应计算方法的简化而引入的对地震作用效应进行折减的系数.2.1.21自振周期：结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间.对应于第-振型的自振周期称基本自振周期.2.2基本符号2.2.1作用和作用效应：ah---水平向设计地震加速度代表值；a v---竖向设计地震加速度代表值；g---重力加速度；Pw(h)---水深h处的地震动水压力代表值；F 0---建筑物单位宽度迎水面的总地震动水压力代表值；Fi---作用在质点i的水平向地震惯性力的代表值；F E---地震主动动土压力代表值；G E---产生地震惯性力的建筑物总重力作用的标准值；T i---质点i的动态分布系数；β---设计反应谱；ζ---地震作用的效应折减系数.2.2.2材料性能和几何参数：a k---几何参数的标准值；f k---材料性能的标准值；N63.5---标准贯入锤击数；N cr---临界锤击数；ρw---水体质量密度的标准值.2.2.3分项系数极限状态设计：E k---地震作用的代表值；G k---永久作用的标准值；Q k---可变作用的标准值；R---结构的抗力；S---结构的作用效应；γ0---结构重要性系数；γρ---承载能力极限状态的结构系数；γm---材料性能的分项系数；γG ---永久作用的分项系数；γQ---可变作用的分项系数；ψ---设计状况系数.2.2.4其他：T---结构自振周期；T g---特征周期；λf ---附属结构和主体结构的基本频率比值；λm---附属结构和主体结构质量比值.3场地和地基3.1场地3.1.1水工建筑物的场地选择,应在工程地质勘察和专门工程地质研究的基础上,按构造活动性,边坡稳定性和场地地基条件等进行综合评价.可按表3.1.1划分为有利,不利和危险地段.宜选择对建筑物抗震相对有利地段,避开不利地段,未经充分论证不得在危险地段进行建设.表3.1.1各类地段的划分水工建筑物开挖后的场地土类型,宜根据土层剪切波速,按表3.1.2划分.3.1.3场地类别应根据场地土类型和场地覆盖层厚度划分为四类,并宜符合表3.1.3的规定.s sm盖层厚度的各土层剪切波速,按土层厚度加权的平均值.表3.1.3场地类别的划分3.1.4在水工建筑物场地范围内,岩体结构复杂,有软弱结构面或夹泥层不利组合,边坡稳定条件较差时,应查明在设计烈度的地震作用下不稳定边坡的分布,估计可能的危害程度,提出处理措施.3.2地基3.2.1水工建筑物地基的抗震设计,应综合考虑上部建筑物的型式,荷载,水力,运行条件,以及地基和岸坡的工程地质,水文地质条件.对于坝,闸等壅水建筑物的地基和岸坡,应要求在设计烈度的地震作用下不发生失稳破坏和渗透破坏,避免产生影响建筑物使用的有害变形.3.2.2水工建筑物的地基和岸坡中的断裂,破碎带及层间错动等软弱结构面,特别是缓倾角夹泥层和可能发生泥化的岩层,应根据其产状,埋藏深度,边界条件,渗流情况,物理力学性质以及建筑物的设计烈度,论证其在设计烈度的地震作用下不致发生失隐和超过允许的变形,必要时应采取抗震措施.3.2.3地基中液化土层的判别,可按《水利水电工程地质勘察规范》中的有关规定进行评价. 3.2.4地基中的可液化土层,可根据工程的类型和具体情况,选择采用以下抗震措施：1挖除可液化土层并用非液化土置换；2振冲加密,重夯击实等人工加密的方法；3填土压重；4桩体穿过可液化土层进入非液化土层的桩基；5混凝土连续墙或其它方法围封可液化地基.3.2.5重要工程地基中的软弱粘土层,应进行专门的抗震试验研究和分析.一般情况下,地基中的软弱粘土层的评价可采用以下标准：1液性指数I L≥0.75；2无侧限抗压强度q u≤50kPa；3标准贯入锤击数N63.5≤4；4灵敏度S t≥4.3.2.6地基中的软弱粘土层,可根据建筑物的类型和具体情况,选择采用以下抗震措施：1挖除或置换地基中的软弱粘土；2预压加固；3压重和砂井排水；4桩基或复合地基.3.2.7水工建筑物地基和岸坡的防渗结构及其连接部位以及排水反滤结构等,应采取措施防止地震时产生危害性裂缝引起渗流量增大,或发生管涌,流土等险情.3.2.8岩土性质,厚度等在水平方向变化很大的不均匀地基,应采取措施防止地震时产生较大的不均匀沉陷,滑移和集中渗漏,并采取提高上部建筑物适应地基不均匀沉陷能力的措施.4地震作用和抗震计算4.1地震动分量及其组合4.1.1一般情况下,水工建筑物可只考虑水平向地震作用.4.1.2设计烈度为8,9度的1,2级下列水工建筑物：土石坝,重力坝等壅水建筑物,长悬臂,大跨度或高耸的水工混凝土结构,应同时计入水平向和竖向地震作用.4.1.3严重不对称,空腹等特殊型式的拱坝,以及设计烈度为8,9度的1,2级双曲拱坝,宜对其竖向地震作用效应作专门研究.4.1.4一般情况下土石坝,混凝土重力坝,在抗震设计中可只计入顺河流方向的水平向地震作用. 两岸陡坡上的重力坝段,宜计入垂直河流方向的水平向地震作用.4.1.5重要的土石坝,宜专门研究垂直河流方向的水平向地震作用.4.1.6混凝土拱坝应同时考虑顺河流方向和垂直河流方向的水平向地震作用.4.1.7闸墩,进水塔,闸顶机架和其它两个主轴方向刚度接近的水工混凝土结构,应考虑结构的两个主轴方向的水平向地震作用.4.1.8当同时计算互相正交方向地震的作用效应时,总的地震作用效应可取各方向地震作用效应平方总和的方根值；当同时计算水平向和竖向地震作用效应时,总的地震作用效应也可将竖向地震作用效应乘以0.5的遇合系数后与水平向地震作用效应直接相加.4.2地震作用的类别4.2.1一般情况下,水工建筑物抗震计算应考虑的地震作用为：建筑物自重和其上的荷重所产生的地震惯性力,地震动土压力,水平向地震作用的动水压力.4.2.2除面板堆石坝外,土石坝的地震动水压力可以不计.4.2.3地震浪压力和地震对渗透压力,浮托力的影响可以不计.4.2.4地震对淤沙压力的影响,一般可以不计,此时计算地震动水压力的建筑物前水深应包括淤沙深度；当高坝的淤沙厚度特别大时,地震对淤沙压力的影响应作专门研究.4.3设计地震加速度和设计反应谱4.3.1除按1.0.6规定的概率水准由专门的地震危险性分析确定水平向设计地震加速度代表值a h 外,其余应根据设计烈度按表4.3.1的规定取值.表4.3.1水平向设计地震加速度代表值a h设计烈度7 8 9a h0.1g 0.2g 0.4g注：g＝9.81m/s24.3.2竖向设计地震加速度的代表值a v应取水平向设计地震加速度代表值的2/3.4.3.3设计反应谱应根据场地类别和结构自振周期T按图4.3.3采用.4.3.4各类水工建筑物的设计反应谱最大值的代表值βmax应按表4.3.4的规定取值.图4.3.3设计反应谱表4.3.4设计反应谱最大值的代表值βmax建筑物类型重力坝拱坝水闸,进水塔及其他混凝土建筑物βmax 2.00 2.50 2.254.3.5设计反应谱下限值的代表值βmin应不小于设计反应谱最大值的代表值的20%.4.3.6不同类别场地的特征周期T g应按表4.3.6的规定取值.表4.3.6特征周期T g场地类别ⅠⅡⅢⅣT g (s) 0.20 0.30 0.40 0.654.3.7设计烈度不大于8度且基本自振周期大于1.0s的结构,特征周期宜延长0.05s.4.4地震作用和其他作用的组合4.4.1一般情况下,作抗震计算时的上游水位可采用正常蓄水位；多年调节水库经论证后可采用低于正常蓄水位的上游水位.4.4.2土石坝的上游坝坡抗震稳定计算,应根据运用条件选用对坝坡抗震稳定最不利的常遇水位进行抗震计算.4.4.3土石坝的上游坝坡抗震稳定计算,需要时,应将地震作用和常遇的水位降落幅值组合.4.4.4重要的拱坝及水闸的抗震强度计算,宜补充地震作用和常遇低水位组合的验算.4.5结构计算模式和计算方法4.5.1各类水工建筑物抗震计算中,地震作用效应的计算模式应与相应设计规范规定的计算模式相同.4.5.2除了窄河谷中的土石坝和横缝经过灌浆的重力坝外,重力坝,水闸,土石坝均可取单位宽度或单个坝(闸)段进行抗震计算. 4.5.3各类工程抗震设防类别的水工建筑物,除土石坝,水闸应分别按第5,8章规定外,地震作用效应计算方法应按表4.5.3的规定采用.其中工程抗震设防类别为乙,丙类的水工建筑物,其地震作用效应的计算方法,应按本规范各类水工建筑物章节中的有关条文规定采用. 4.5.4采用动力法计算地震作用效应时,应考虑结构和地基的动力相互作用,与水体接触的建筑物,还应考虑结构和水体的动力相互作用,但可不计库水可压缩性及地震动输入的不均匀性. 表4.5.3 地震作用效应的计算方法4.5.5作为线弹性结构的混凝土建筑物,可采用振型分解反应谱法或振型分解时程分析法,此时,拱坝的阻尼比可在3%~5%范围内选取,重力坝的阻尼比可在5%~10%范围内选取,其他建筑物可取5%. 4.5.6采用振型分解反应谱法计算地震作用效应时,可由各阶振型的地震作用效应按平方和方根法组合.当两个振型的频率差的绝对值与其中一个较小的频率之比小于0.1时,地震作用效应宜采用完全二次型方根法组合：∑∑=mjjim iE SS S ρ (4.5.6-1)()()()()222222/341418ωωωωωωγζζγγζζγγζγζζζρj i j ij i j i ij ++++-+=(4.5.6-2)式中：S E ---地震作用效应；S i ,S j ---分别为第i 阶,第j 阶振型的地震作用效应； m---计算采用的振型数；ρij ---第i 阶和第j 阶的振型相关系数；ζi ,ζj ---分别为第i 阶,第j 阶振型的阻尼比； γω---圆频率比, γω＝ωj /ωi ；ωi , ωj ---分别为第i 阶,第j 阶振型的圆频率. 4.5.7地震作用效应影响不超过5%的高阶振型可略去不计.采用集中质量模型时,集中质量的个数不宜少于地震作用效应计算中采用的振型数的4倍. 4.5.8采用时程分析法计算地震作用效应时,宜符合下列规定：1 应至少选择类似场地地震地质条件的2条实测加速度记录和1条以设计反应谱为目标谱的人工生成模拟地震加速度时程；2 设计地震加速度时程的峰值应按4.3.1或1.0.6的规定采用；3 不同地震加速度时程计算的结果应进行综合分析,以确定设计验算采用的地震作用效应. 4.5.9当采用拟静力法计算地震作用效应时,沿建筑物高度作用于质点i 的水平向地震惯性力代表值应按下式计算：F i ＝a h ζG Ei a i /g (4.5.9)式中 F i ---作用在质点i 的水平向地震惯性力代表值； a---地震作用的效应折减系数,除另有规定外,取0.25； G Ei ---集中在质点i 的重力作用标准值；T i ---质点i 的动态分布系数,应按本规范各类水工建筑物章节中的有关条文规定采用； g---重力加速度.4.6 水工混凝土材料动态性能 4.6.1除水工钢筋混凝土结构外的混凝土水工建筑物的抗震强度计算中,混凝土动态强度和动态弹性模量的标准值可较其静态标准值提高30%；混凝土动态抗拉强度的标准值可取为动态抗压强度标准值的8%. 4.6.2在混凝土水工建筑物的抗震稳定计算中,动态抗剪强度参数的标准值可取静态标准值,当采用拟静力法计算地震作用效应时,应取静态均值. 4.6.3各类极限状态下的材料动态性能的分项系数可取静态作用下的值. 4.7 承载能力分项系数极限状态抗震设计 4.7.1各类水工建筑物的抗震强度和稳定应满足下列承载能力极限状态设计式()⎪⎪⎭⎫⎝⎛≤k m k d k k E k Q k G a f R a E Q G S ,1,,,,0γγγγγψγ (4.7.1)式中：γ0---结构重要性系数,应按GB50199-94的规定取值； j---设计状况系数,可取0.85； S(·)---结构的作用效应函数； γG ---永久作用的分项系数； G k ---永久作用的标准值； γQ ---可变作用的分项系数； Q k ---可变作用的标准值；γE ---地震作用的分项系数,取1.0； E k ---地震作用的代表值； a k ---几何参数的标准值；γd---承载能力极限状态的结构系数； R(·)---结构的抗力函数； f k---材料性能的标准值； γm ---材料性能的分项系数. 4.7.2各类水工建筑物在地震作用下应验算的极限状态及其相应的结构系数,均应按本规范相应建筑物章节中的有关规定采用.。
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1混凝土坝基肩抗滑704 （模式 边界条件计算评价）2砂土液化711（条件判别处理）3岩土渗透性及防治（渗透性分级713破坏类型和判别工程措施716）4坝基渗漏（类型716 危害 渗控设计717）5基坑涌水718（含水层潜水完整非完整承压水完整非完整 承压潜水非完整等效半径影响半径）6冲刷坑条件评价722
第七章地下洞室工程地质
第一节地下洞室选线(址)的地质要求
（地形791 岩性 构造 地下水 地应力）
第二节围岩稳定性及评价方法
（因素 形式原因分析方法794）
第三节常用的围岩分类方法及其适用性
（GB规定797 Q系统 RMR 新奥法）
第四节地下洞室超前预报支护加固处理措施及适用条件804（直接预报 间接预报）
第三节混凝土坝工程地质
1风化岩体725（分带 类型及野外特征定性定量分析727（点荷载730波速比）） 2缓倾角结构面及软弱夹层（缓倾731成因类型特征规律定量描述、软弱夹层735成因分类特性 物理力学性质）3坝基地质缺陷（断层破碎带739风化深槽741裂隙密集带742软弱夹层）4坝基岩体质量评价及建基面743（岩体结构强度分级RQDKv岩体质量分级GB17-54建基面确定）5河谷岩体应力749 环境水腐蚀性
第三节水利水电工程物探
1概述6032电法勘探603（基本情况 应用条件 适用范围）3地震勘探607（浅层地震情况应用条件适用范围）4弹性波测试608（基本情况 应用条件 适用范围）5地球物理测井609
第四节水利水电工程钻探
1概述2设计3钻进方法4覆盖层及特殊地层钻探（回转 冲击 取样 岩溶滑坡钻探）611
第五节地下洞室围岩监测（原则 内容）
第九章特殊岩(土)体地质问题
《水工建筑物》重点题目
第一章1、水力发电的基本原理是什么？河川水力资源的开发方式有哪几种？各自适用于何种场合？在地球引力（重力）作用下，河水不断向下游流动而具有的能量---水能。
通常情况下，水能有三种存在形式，即位能，动能，压能。
它们不仅可以相互转换，而且可以通过一定的设备（如水轮机）转换成机械能，并进一步（通过发电机）转换成电能。
水力发电就是利用天然水流的水能来生产电能的。
开发方式：1、抬水式（坝式）开发；在河流中拦河筑坝，使原河段中分散的落差在坝址处集中起来，坝高常受坝址处的地形地质条件，库区地形地质及浸没淹没条件，国民经济发展的需要以及开发技术条件等因素的控制。
适用于河道坡降较缓，流量较大，有筑坝建库条件的河段。
2、引水式开发；不需修建高坝，故不会造成淹没损失，这适用于地形地质等条件不允许筑坝，河段坡降较陡、流量小，建造较短的引水道即能获得所期望水头的山区性河段。
3、混合式开发；既利用大坝抬高水位又利用引水建筑物集中水头，水电站的水头由两种工程措施共同取得的开发方式称为混合式开发。
混合式开发因建有水库，可调节径流，兼有坝式开发和引水式开发的双重优点，但必须具备合适的条件，如河段前部有筑坝建库的条件，后部坡降大（如有急滩或大河弯）。
4、抽水蓄能；它不是为了开发水能资源向系统提供电能，而是以水体为储能介质，起调节负荷作用。
需要建有高低两个水库和连接两个水库的有压引水建筑物。
9、什么是水工建筑物？与其他建筑物相比，水工建筑物有些什么特点？水工建筑物：为了防洪、发电、灌溉、航运等要求，通常需要修建不同类型的建筑物，以控制水位、调节水量、兴利除害，这些建筑物统称为水工建筑物。
特点：（1）工作条件的复杂性;（2）施工建造的艰巨性;（3）设计选型的独特性;（4）工程效益的显著性;（5）环境影响的多面性；（6）失事后果的严重性10、水工建筑物有哪几类？各自功能是什么？按其作用可分为：挡水、泄水、输水、取水、整治建筑物和专门性建筑物。
水工建筑物作业答案
《水工建筑物》课程测验作业及课程设计一．平时作业（一）绪论1、我国的水资源丰富吗？开发程度如何？解决能源问题是否应优先开发水电？为什么？我国水资源总量丰富，但人均拥有量少，所以应选不丰富。
我国水资源开发利用程度接近25%，从全国而言，不完全一样，呈现“北高南低”，南方特别是西南，水资源丰富而利用量少，利用程度低，而北方尤其是西北干旱地区和华北地区利用程度高。
解决能源问题应优先开发水电，因为水能在可再生能源中是开发技术最成熟，开发经验最丰富，发电成本最经济。
2、什么是水利枢纽？什么是水工建筑物？与土木工程其他建筑物相比，水工建筑物有些什么特点？水利枢纽是修建在同一河段或地点，共同完成以防治水灾、开发利用水资源为目标的不同类型水工建筑物的综合体。
水工建筑物是控制和调节水流，防治水害，开发利用水资源的建筑物。
水工建筑物特点：工作条件的复杂性、设计选型的独特性、施工建造的艰巨性、失事后果的严重性。
3、水工建筑物有哪几类？各自功用是什么？挡水建筑物：用以拦截江河，形成水库或壅高水位。
如拦河坝、拦河闸。
泄水建筑物：用以宣泄多余水量，排放泥沙和冰凌，或为人防、检修而放空水库等，以保证坝和其他建筑物的安全。
如溢流坝、溢洪道、隧洞。
输水建筑物：为灌溉、发电和供水的需要，从上游向下游输水用的建筑物。
如：引水隧洞、渠道、渡槽、倒虹吸等。
取（进）水建筑物：是输水建筑物的首部建筑物，如引水隧洞的进口段、进水闸等。
整治建筑物、专门建筑物。
整治建筑物（改善河道水流条件、调整河势、稳定河槽、维护航道和保护河岸）。
专门性水工建筑物（为水利工程种某些特定的单项任务而设置的建筑物）。
4、河川上建造水利枢纽后对环境影响如何？利弊如何？人们应如何对待？河流中筑坝建库后上下游水文状态将发生变化。
上游水库水深加大，流速降低，河流带入水库的泥沙会淤积下来，逐渐减少水库库容，这实际上最终决定水库的寿命。
较天然河流大大增加了的水库面积与容积可以养鱼，对渔业有利，但坝对原河鱼的回游成为障碍，任何过鱼设施也难以维持原状，某些鱼类品种因此消失了。
简议矿区中的水工环地质勘查工作要点
简议矿区中的水工环地质勘查工作要点摘要：水工环地质是水文、工程和环境三类地质的总称。
矿区中的水工环地质勘查工作目的是查明矿区水文地质条件及矿床充水因素，预测矿坑涌水量。
对矿床水资源综合利用进行评价，指出供水水源方向。
查明矿区的工程地质条件，评价露天采矿场岩体质量和边坡的稳定性，或井巷围岩的岩体质量和稳固性，预测可能发生的主要工程地质问题。
评述矿区的地质环境质量，预测矿床开发可能引起的主要环境地质问题，并提出防治建议。
基于此，本文简述了矿区中的水工环地质勘查工作意义及其内容，对矿区中的水工环地质勘查工作要点进行了论述分析。
关键词：矿区；水工环地质；勘查工作；意义；内容；要点一、矿区中的水工环地质勘查工作意义矿区中的水工环地质勘查工作需要从社会的综合效益出发，保障矿区的安全建设或开采的平稳有序进行。
矿区中的水工环地质勘查工作意义主要体现在：（1）预防矿区灾害。
鉴于我国矿区地质类型的特殊性，属于多山类型的地质。
因此，相对来说我国矿区发生自然灾害的频率也比较高，这就会给矿区造成人员损失和财产损失。
所以，在矿产勘查中一定要重视做好矿区水工环工作，以便尽可能的减少或者避免因为灾害事故而产生的矿难。
（2）保护矿区环境。
在矿产勘查与时俱进的快速发展中，我们的生态环境也在不断的因为不科学的矿产勘查而遭到破坏。
因此，要重视做好矿区中的水工环地质勘查工作，这可以减少地面塌陷，水土流失等现象。
同时重视矿区水工环工作，对于促进生态进步，改善人民生活质量也具有重要作用。
二、矿区中的水工环地质勘查工作内容分析矿区水文地质工程勘查和环境地质调查评价应与矿产地质勘查工作阶段相适应，分为普查，详查和勘探三个阶段，具体表现为：（1）普查阶段：结合矿产普查进行，对于已进行过区域水文地质工程普查的地区，其资料可直接利用或只进行有针对性的补充调查，大致查明工作区的水文地质工程和环境地质条件。
（2）详查阶段：基本查明矿区的水文地质工程和环境地质条件，为矿床初步技术经济评价、矿山总体建设规划和矿区勘探设计提供依据。
水工建筑物抗震设计要求规范
中华人民国行业标准SL203-97水工建筑物抗震设计规Specificatins for seismic design of hydraulic structures1997-08-04发布1997-10-01实施中华人民国水利部发布中华人民国行业标准主编单位：中国水利水电科学研究院批准部门：中华人民国水利部施行日期：1997年10月1日中华人民国水利部关于发布《水工建筑物抗震设计规》SL203-97的通知水科技［1997］439号根据部水利水电技术标准制定,修订计划,由水利水电规划设计总院主持,以中国水利水电科学研究院为主编单位修订的《水工建筑物抗震设计规》,经审查批准为水利行业标准,现予以发布.标准的名称和编号为：SL203-97.原《水工建筑物抗震设计规》SDJ10-78同时废止. 本标准自1997年10月1日起实施.在实施过程中各单位应注意总结经验,如有问题请函告主持部门,并由其负责解释.本标准文本由中国水利水电出版发行.一九九七年八月四日前言本规是根据原能源部,水利部水利水电规划设计总院(91)水规设便字第35号文的通知,由中国水利水电科学研究院会同有关设计研究院和高等院校对原水利电力部于1978年发布试行的SDJ10-78《水工建筑物抗震设计规》进行修订而成.本规在修订过程中,主编单位会同各协编单位开展了广泛的专题研究,调查总结了近年来国外大地震的经验教训,吸收采用了地震工程新的科研成果,考虑了我国的经济条件和工程实际,提出修订稿后,在全国广泛征求了有关设计,施工,科研,教学单位及管理部门和有关专家的意见,经过反复讨论,修改和试设计,最后由电力工业部水电水利规划设计管理局会同水利部水利水电规划设计管理局组织审查定稿.本规为强制性行业标准,替代SDJ10-78.本规共分11章和1个标准的附录.这次修订的主要容有：进一步明确了规适用的烈度围,水工建筑物等级和类型,并扩大了建筑物类型和坝高的适用围；提出了对重要水工建筑物进行专门的工程场地地震危险性分析以确定地震动参数的要求,并给出了相应的设防概率水准；增加了场地分类标准,并相应修改了设计反应谱；改进了地基中可液化土的判别方法和抗液化措施；根据1994年国家批准发布的GB50199-94《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》的原则和要求,在保持规连续性的条件下,区别不同情况,把各类主要水工建筑物的抗震计算从定值安全系数法向分项系数概率极限状态的体系"转轨,套改",并给出了各类水工建筑物相应的结构系数；采用了对混凝土水工建筑物以计入结构,地基和库水相互作用的动力法为主和拟静力法为辅的抗震计算方法,对土石坝采用按设计烈度取相应动态分布系数的拟静力抗震计算方法；在编写的格局上改为按水工建筑物类型分章,各章分别给出抗震计算和抗震措施,并补充了容.希望有关单位在执行本规的过程中,结合工程实际,注意总结经验和积累资料,如发现需要修改和补充之处,请将意见和有关资料寄交归口管理单位,以便今后再次修订时考虑.本规由原能源部,水利部水利水电规划设计总院提出修订.本规由水利部水利水电规划设计管理局归口.本规解释单位：水利部水利水电规划设计管理局本规修订主编单位：中国水利水电科学研究院本规修订协编单位：电力工业部勘测设计研究院,电力工业部西北勘测设计研究院,市水利工程设计研究院,理工大学,河海大学.本规主要起草人：厚群,侯顺载,郭锡荣,苏克忠,王钟宁,佳梅,卫明,林皋, 方大凤,黄家森, 瓒,梁爱虎,武清玺,王锡忠,师接劳目次1 总则2 术语,符号2.1 术语2.2 基本符号3 场地和地基3.1 场地3.2 地基4 地震作用和抗震计算4.1 地震动分量及其组合4.2 地震作用的类别4.3 设计地震加速度和设计反应谱4.4 地震作用和其它作用的组合4.5 结构计算模式和计算方法4.6 水工混凝土材料动态性能4.7 承载能力分项系数极限状态抗震设计4.8 附属结构的抗震计算4.9 地震动土压力5 土石坝5.1 抗震计算5.2 抗震措施6 重力坝6.1 抗震计算6.2 抗震措施7 拱坝7.1 抗震计算7.2 抗震措施8 水闸8.1 抗震计算8.2 抗震措施9 水工地下结构9.1 抗震计算9.2 抗震措施10 进水塔10.1 抗震计算10.2 抗震措施11 水电站压力钢管和地面厂房11.1 压力钢管11.2 地面厂房附录A 土石坝的抗震计算1 总则1.0.1为做好水工建筑物的抗震设计,减轻地震破坏及防止次生灾害,特制定本规.1.0.2适用围：1 主要适用于设计烈度为6,7,8,9度的1,2,3级的碾压式土石坝,混凝土重力坝,混凝土拱坝,平原地区水闸,溢洪道,地下结构,进水塔,水电站压力钢管和地面厂房等水工建筑物的抗震设计.2 设计烈度为6度时,可不进行抗震计算,但对1级水工建筑物仍应按本规采取适当的抗震措施.3 设计烈度高于9度的水工建筑物或高度大于250m的壅水建筑物,其抗震安全性应进行专门研究论证后,报主管部门审查,批准.1.0.3按本规进行抗震设计的水工建筑物能抗御设计烈度地震；如有局部损坏,经一般处理后仍可正常运行.1.0.4水工建筑物工程场地地震烈度或基岩峰值加速度,应根据工程规模和区域地震地质条件按下列规定确定：1 一般情况下,应采用《中国地震烈度区划图(1990)》确定的基本烈度.2 基本烈度为6度及6度以上地区的坝高超过200m或库容大于100亿m3的大型工程,以及基本烈度为7度及7度以上地区坝高超过150m的大(1)型工程,应根据专门的地震危险性分析提供的基岩峰值加速度超越概率成果,按本规1.0.6的规定取值.1.0.5水工建筑物的工程抗震设防类别应根据其重要性和工程场地基本烈度按表1.0.5的规定确定.表1.0.5 工程抗震设防类别1.0.6各类水工建筑物抗震设计的设计烈度或设计地震加速度代表值应按下列规定确定：1 一般采用基本烈度作为设计烈度.2 工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物,可根据其遭受强震影响的危害性,在基本烈度基础上提高1度作为设计烈度.3 凡按本规1.0.4作专门的地震危险性分析的工程,其设计地震加速度代表值的概率水准,对壅水建筑物应取基准期100年超越概率P100为0.02,对非壅水建筑物应取基准期50年超越概率P50为0.05.4 其它特殊情况需要采用高于基本烈度的设计烈度时,应经主管部门批准.5 施工期的短暂状况,可不与地震作用组合；空库时,如需要考虑地震作用时,可将设计地震加速度代表值减半进行抗震设计.1.0.7坝高大于100m,库容大于5亿m3的水库,如有可能发生高于6度的水库诱发地震时,应在水库蓄水前就进行地震前期监测.1.0.8水工建筑物的抗震设计宜符合下列基本要求：1 结合抗震要求选择有利的工程地段和场地.2 避免地基和邻近建筑物的岸坡失稳.3 选择安全经济合理的抗震结构方案和抗震措施.4 在设计中从抗震角度提出对施工质量的要求和措施.5 便于震后对遭受震害的建筑物进行检修.重要水库宜设置泄水建筑物,隧洞等,保证必要时能适当地降低库水位.1.0.9设计烈度为8,9度时,工程抗震设防类别为甲类的水工建筑物,应进行动力试验验证,并提出强震观测设计,必要时,在施工期宜设场地效应台阵,以监测可能发生的强震；工程抗震设防类别为乙类的水工建筑物,宜满足类似要求.1.0.10引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中应用而构成本标准的条文.在标准出版时,所示版本均为有效.所有标准都会被修改,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性. GBJ11-89 建筑抗震设计规GB50199-94 水利水电工程结构可靠度设计统一标准SL/T191-96 水工混凝土结构设计规SDJ12-78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区,丘陵区部分)SDJ21-78 混凝土重力坝设计规SD133-84 水闸设计规SD134-84 水工隧洞设计规SD144-85 水电站压力钢管设计规SD145-85 混凝土拱坝设计规SDJ217-87 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原,海滨部分)SDJ218-84 碾压式土石坝设计规SD303-88 水电站进水口设计规SD335-89 水电站厂房设计规按本规进行水工建筑物抗震设计时,尚应符合有关标准,规的要求.同级行业标准规中,有关水工建筑物抗震方面的规定不符合本规的,应以本规为准.2 术语,符号2.1 术语2.1.1抗震设计：地震区的工程结构所进行的一种专项设计.一般包括抗震计算和抗震措施两个方面.2.1.2基本烈度：50年期限,一般场地条件下,可能遭遇超越概率P50为0.10的地震烈度.一般为《中国地震烈度区划图(1990)》上所标示的地震烈度值,对重大工程应通过专门的场地地震危险性分析工作确定.2.1.3设计烈度：在基本烈度基础上确定的作为工程设防依据的地震烈度.2.1.4水库诱发地震：由于水库蓄水或大量泄水而引起库区及附近发生的地震.2.1.5地震动：由地震引起的岩土运动.2.1.6地震作用：地震动施加于结构上的动态作用.2.1.7地震动峰值加速度：地震动过程中,地表质点运动加速度的最大绝对值.2.1.8设计地震加速度：由专门的地震危险性分析按规定的设防概率水准所确定的,或一般情况下与设计烈度相对应的地震动峰值加速度.2.1.9地震作用效应：地震作用引起的结构力,变形,裂缝开展等动态效应.2.1.10地震液化：地震动引起的饱和砂土,粉土和少粘性土颗粒趋于紧密,孔隙水压力增大,有效应力趋近于零的现象.2.1.11设计反应谱：抗震设计中所采用的一定阻尼比的单质点体系,在地震作用下的最大加速度反应随体系自振周期变化的曲线,一般以其与地震动最大峰值加速度的比值表示.2.1.12动力法：按结构动力学理论求解结构地震作用效应的方法.2.1.13时程分析法：由结构基本运动方程输入地震加速度记录进行积分,求得整个时间历程结构地震作用效应的方法.2.1.14振型分解法：先求解结构对应其各阶振型的地震作用效应后,再组合成结构总地震作用效应的方法.各阶振型效应用时程分析法求得后直接叠加的称振型分解时程分析法,用反应谱法求得后再组合的称振型分解反应谱法.2.1.15平方和方根(SRSS)法：取各阶振型地震作用效应的平方总和的方根作为总地震作用效应的振型组合方法.2.1.16完全二次型方根(CQC)法：取各阶振型地震作用效应的平方项和不同振型耦联项的总和的方根作为总地震作用效应的振型组合方法.2.1.17地震动水压力：地震作用引起的水体对结构产生的动态压力.2.1.18地震动土压力：地震作用引起的土体对结构产生的动态压力.2.1.19拟静力法：将重力作用,设计地震加速度与重力加速度比值,给定的动态分布系数三者乘积作为设计地震力的静力分析方法.2.1.20地震作用的效应折减系数：由于地震作用效应计算方法的简化而引入的对地震作用效应进行折减的系数.2.1.21自振周期：结构按某一振型完成一次自由振动所需的时间.对应于第-振型的自振周期称基本自振周期.2.2 基本符号2.2.1作用和作用效应：ah---水平向设计地震加速度代表值；a v---竖向设计地震加速度代表值；g---重力加速度；Pw(h)---水深h处的地震动水压力代表值；F 0---建筑物单位宽度迎水面的总地震动水压力代表值；Fi---作用在质点i的水平向地震惯性力的代表值；F E---地震主动动土压力代表值；G E---产生地震惯性力的建筑物总重力作用的标准值；T i---质点i的动态分布系数；β---设计反应谱；ζ---地震作用的效应折减系数.2.2.2材料性能和几何参数：a k---几何参数的标准值；f k---材料性能的标准值；N63.5---标准贯入锤击数；N cr---临界锤击数；ρw---水体质量密度的标准值.2.2.3分项系数极限状态设计：E k---地震作用的代表值；G k---永久作用的标准值；Q k---可变作用的标准值；R---结构的抗力；S---结构的作用效应；γ0---结构重要性系数；γρ---承载能力极限状态的结构系数；γm---材料性能的分项系数；γG ---永久作用的分项系数；γQ---可变作用的分项系数；ψ---设计状况系数.2.2.4其他：T---结构自振周期；T g---特征周期；λf ---附属结构和主体结构的基本频率比值；λm---附属结构和主体结构质量比值.3 场地和地基3.1 场地3.1.1水工建筑物的场地选择,应在工程地质勘察和专门工程地质研究的基础上,按构造活动性,边坡稳定性和场地地基条件等进行综合评价.可按表3.1.1划分为有利,不利和危险地段.宜选择对建筑物抗震相对有利地段,避开不利地段,未经充分论证不得在危险地段进行建设.表3.1.1 各类地段的划分3.1.2水工建筑物开挖后的场地土类型,宜根据土层剪切波速,按表3.1.2划分. 3.1.3场地类别应根据场地土类型和场地覆盖层厚度划分为四类,并宜符合表3.1.3的规定. 表3.1.2 场地土类型的划分 注：υs 为土层剪切波速；υsm 为土层平均剪切波速,取建基面下15m 且不深于场地覆盖层厚度的各土层剪切波速,按土层厚度加权的平均值. 表3.1.3 场地类别的划分3.1.4在水工建筑物场地围,岩体结构复杂,有软弱结构面或夹泥层不利组合,边坡稳定条件较差时,应查明在设计烈度的地震作用下不稳定边坡的分布,估计可能的危害程度,提出处理措施.3.2 地基3.2.1水工建筑物地基的抗震设计,应综合考虑上部建筑物的型式,荷载,水力,运行条件,以及地基和岸坡的工程地质,水文地质条件.对于坝,闸等壅水建筑物的地基和岸坡,应要求在设计烈度的地震作用下不发生失稳破坏和渗透破坏,避免产生影响建筑物使用的有害变形.3.2.2水工建筑物的地基和岸坡中的断裂,破碎带及层间错动等软弱结构面,特别是缓倾角夹泥层和可能发生泥化的岩层,应根据其产状,埋藏深度,边界条件,渗流情况,物理力学性质以及建筑物的设计烈度,论证其在设计烈度的地震作用下不致发生失隐和超过允许的变形,必要时应采取抗震措施.3.2.3地基中液化土层的判别,可按《水利水电工程地质勘察规》中的有关规定进行评价.3.2.4地基中的可液化土层,可根据工程的类型和具体情况,选择采用以下抗震措施：1 挖除可液化土层并用非液化土置换；2 振冲加密,重夯击实等人工加密的方法；3 填土压重；4 桩体穿过可液化土层进入非液化土层的桩基；5 混凝土连续墙或其它方法围封可液化地基.3.2.5重要工程地基中的软弱粘土层,应进行专门的抗震试验研究和分析.一般情况下,地基中的软弱粘土层的评价可采用以下标准：1 液性指数I L≥0.75；2 无侧限抗压强度q u≤50kPa；3 标准贯入锤击数N63.5≤4；4 灵敏度S t≥4.3.2.6地基中的软弱粘土层,可根据建筑物的类型和具体情况,选择采用以下抗震措施：1 挖除或置换地基中的软弱粘土；2 预压加固；3 压重和砂井排水；4 桩基或复合地基.3.2.7水工建筑物地基和岸坡的防渗结构及其连接部位以及排水反滤结构等,应采取措施防止地震时产生危害性裂缝引起渗流量增大,或发生管涌,流土等险情.3.2.8岩土性质,厚度等在水平方向变化很大的不均匀地基,应采取措施防止地震时产生较大的不均匀沉陷,滑移和集中渗漏,并采取提高上部建筑物适应地基不均匀沉陷能力的措施.4 地震作用和抗震计算4.1 地震动分量及其组合4.1.1一般情况下,水工建筑物可只考虑水平向地震作用.4.1.2设计烈度为8,9度的1,2级下列水工建筑物：土石坝,重力坝等壅水建筑物,长悬臂,大跨度或高耸的水工混凝土结构,应同时计入水平向和竖向地震作用.4.1.3严重不对称,空腹等特殊型式的拱坝,以及设计烈度为8,9度的1,2级双曲拱坝,宜对其竖向地震作用效应作专门研究.4.1.4一般情况下土石坝,混凝土重力坝,在抗震设计中可只计入顺河流方向的水平向地震作用. 两岸陡坡上的重力坝段,宜计入垂直河流方向的水平向地震作用.4.1.5重要的土石坝,宜专门研究垂直河流方向的水平向地震作用.4.1.6混凝土拱坝应同时考虑顺河流方向和垂直河流方向的水平向地震作用.4.1.7闸墩,进水塔,闸顶机架和其它两个主轴方向刚度接近的水工混凝土结构,应考虑结构的两个主轴方向的水平向地震作用.4.1.8当同时计算互相正交方向地震的作用效应时,总的地震作用效应可取各方向地震作用效应平方总和的方根值；当同时计算水平向和竖向地震作用效应时,总的地震作用效应也可将竖向地震作用效应乘以0.5的遇合系数后与水平向地震作用效应直接相加.4.2 地震作用的类别4.2.1一般情况下,水工建筑物抗震计算应考虑的地震作用为：建筑物自重和其上的荷重所产生的地震惯性力,地震动土压力,水平向地震作用的动水压力.4.2.2除面板堆石坝外,土石坝的地震动水压力可以不计.4.2.3地震浪压力和地震对渗透压力,浮托力的影响可以不计.4.2.4地震对淤沙压力的影响,一般可以不计,此时计算地震动水压力的建筑物前水深应包括淤沙深度；当高坝的淤沙厚度特别大时,地震对淤沙压力的影响应作专门研究.4.3 设计地震加速度和设计反应谱4.3.1除按1.0.6规定的概率水准由专门的地震危险性分析确定水平向设计地震加速度代表值a外,其余应根据设计烈度按表4.3.1的规定取值.h表4.3.1 水平向设计地震加速度代表值a h注：g＝9.81m/s24.3.2竖向设计地震加速度的代表值a v应取水平向设计地震加速度代表值的2/3.4.3.3设计反应谱应根据场地类别和结构自振周期T按图4.3.3采用.4.3.4各类水工建筑物的设计反应谱最大值的代表值βmax应按表4.3.4的规定取值.图4.3.3 设计反应谱表4.3.4 设计反应谱最大值的代表值βmax建筑物类型重力坝拱坝水闸,进水塔及其他混凝土建筑物βmax 2.00 2.50 2.254.3.5设计反应谱下限值的代表值βmin应不小于设计反应谱最大值的代表值的20%.4.3.6不同类别场地的特征周期T g应按表4.3.6的规定取值.表4.3.6 特征周期T g场地类别ⅠⅡⅢⅣT g (s) 0.20 0.30 0.40 0.65 4.3.7设计烈度不大于8度且基本自振周期大于1.0s的结构,特征周期宜延长0.05s.4.4 地震作用和其他作用的组合4.4.1一般情况下,作抗震计算时的上游水位可采用正常蓄水位；多年调节水库经论证后可采用低于正常蓄水位的上游水位.4.4.2土石坝的上游坝坡抗震稳定计算,应根据运用条件选用对坝坡抗震稳定最不利的常遇水位进行抗震计算.4.4.3土石坝的上游坝坡抗震稳定计算,需要时,应将地震作用和常遇的水位降落幅值组合.4.4.4重要的拱坝及水闸的抗震强度计算,宜补充地震作用和常遇低水位组合的验算.4.5 结构计算模式和计算方法4.5.1各类水工建筑物抗震计算中,地震作用效应的计算模式应与相应设计规规定的计算模式相同.4.5.2除了窄河谷中的土石坝和横缝经过灌浆的重力坝外,重力坝,水闸,土石坝均可取单位宽度或单个坝(闸)段进行抗震计算.4.5.3各类工程抗震设防类别的水工建筑物,除土石坝,水闸应分别按第5,8章规定外,地震作用效应计算方法应按表4.5.3的规定采用.其中工程抗震设防类别为乙,丙类的水工建筑物,其地震作用效应的计算方法,应按本规各类水工建筑物章节中的有关条文规定采用.4.5.4采用动力法计算地震作用效应时,应考虑结构和地基的动力相互作用,与水体接触的建筑物,还应考虑结构和水体的动力相互作用,但可不计库水可压缩性及地震动输入的不均匀性.表4.5.3 地震作用效应的计算方法4.5.5作为线弹性结构的混凝土建筑物,可采用振型分解反应谱法或振型分解时程分析法,此时,拱坝的阻尼比可在3%~5%围选取,重力坝的阻尼比可在5%~10%围选取,其他建筑物可取5%. 4.5.6采用振型分解反应谱法计算地震作用效应时,可由各阶振型的地震作用效应按平方和方根法组合.当两个振型的频率差的绝对值与其中一个较小的频率之比小于0.1时,地震作用效应宜采用完全二次型方根法组合：∑∑=mjjim iE SS S ρ (4.5.6-1)()()()()222222/341418ωωωωωωγζζγγζζγγζγζζζρj i j ij i j i ij ++++-+=(4.5.6-2)式中：S E ---地震作用效应；S i ,S j ---分别为第i 阶,第j 阶振型的地震作用效应； m---计算采用的振型数；ρij ---第i 阶和第j 阶的振型相关系数； ζi ,ζj ---分别为第i 阶,第j 阶振型的阻尼比； γω---圆频率比,γω＝ωj /ωi ；ωi , ωj ---分别为第i 阶,第j 阶振型的圆频率. 4.5.7地震作用效应影响不超过5%的高阶振型可略去不计.采用集中质量模型时,集中质量的个数不宜少于地震作用效应计算中采用的振型数的4倍.4.5.8采用时程分析法计算地震作用效应时,宜符合下列规定：1 应至少选择类似场地地震地质条件的2条实测加速度记录和1条以设计反应谱为目标谱的人工生成模拟地震加速度时程；2 设计地震加速度时程的峰值应按4.3.1或1.0.6的规定采用；3 不同地震加速度时程计算的结果应进行综合分析,以确定设计验算采用的地震作用效应.4.5.9当采用拟静力法计算地震作用效应时,沿建筑物高度作用于质点i的水平向地震惯性力代表值应按下式计算：F i＝a hζG Ei a i/g(4.5.9)式中F i---作用在质点i的水平向地震惯性力代表值；a---地震作用的效应折减系数,除另有规定外,取0.25；G Ei---集中在质点i的重力作用标准值；T i---质点i的动态分布系数,应按本规各类水工建筑物章节中的有关条文规定采用；g---重力加速度.4.6 水工混凝土材料动态性能4.6.1除水工钢筋混凝土结构外的混凝土水工建筑物的抗震强度计算中,混凝土动态强度和动态弹性模量的标准值可较其静态标准值提高30%；混凝土动态抗拉强度的标准值可取为动态抗压强度标准值的8%.4.6.2在混凝土水工建筑物的抗震稳定计算中,动态抗剪强度参数的标准值可取静态标准值,当采用拟静力法计算地震作用效应时,应取静态均值. 4.6.3各类极限状态下的材料动态性能的分项系数可取静态作用下的值. 4.7 承载能力分项系数极限状态抗震设计 4.7.1各类水工建筑物的抗震强度和稳定应满足下列承载能力极限状态设计式()⎪⎪⎭⎫⎝⎛≤k m k d k k E k Q k G a f R a E Q G S ,1,,,,0γγγγγψγ (4.7.1) 式中：γ0---结构重要性系数,应按GB50199-94的规定取值； j---设计状况系数,可取0.85； S(·)---结构的作用效应函数； γG ---永久作用的分项系数； G k ---永久作用的标准值； γQ ---可变作用的分项系数； Q k ---可变作用的标准值；γE ---地震作用的分项系数,取1.0； E k ---地震作用的代表值； a k ---几何参数的标准值； γd---承载能力极限状态的结构系数；R(·)---结构的抗力函数； f k---材料性能的标准值；。
水工建筑物的地基分类及特点、稳定计算
一、水工建筑物的地基分类水工建筑物的地基分为两大类型，即岩基和软基。
1.岩基是由岩石构成的地基，又称硬基。
2.软基是由淤泥、壤土、砂、砂砾石、砂卵石等构成的地基。
又可细分为砂砾石地基、软土地基。
(1)砂砾石地基是由砂砾石、砂卵石等构成的地基，它的空隙大，孔隙率高，因而渗透性强。
(2)软土地基是由淤泥、壤土、粉细砂等细微粒子的土质构成的地基。
这种地基具有孔隙率大、压缩性大、含水量大、渗透系数小、水分不易排出、承载能力差、沉陷大、触变性强等特点，在外界的影响下很易变形。
二、水工建筑物地基基础的施工特点地基基础工程，通常是指建筑物地基的处理和建筑物的基础两项工程的统称。
水利水电工程的地基基础工程通常具有如下特点：(一)直接事关建筑物安危对于水工建筑物来说，由于承受荷载复杂、运行条件的不利因素多，地基与基础非常重要。
水工建筑物的失事，约有一半是由于地基失稳或地基险情引发的。
(二)技术复杂，前期工作重要由于水工建筑物地基的地质条件复杂多样，其上部结构物的要求也复杂多样，因此地基与基础工程在许多情况下十分复杂。
为了避免或减少大的失误，减少损失，地质勘探工作应做细，需要在施工前进行必要的补充勘探或现场施工试验。
(三)隐蔽工程施工质量至关重要地基基础工程是隐蔽工程，工程完工以后难以进行直观的质量检查和评定，其质量缺陷在运行使用阶段方能暴露出来，一旦发生质量缺陷或事故，返工修补十分困难。
因此地基基础工程施工应当特别重视施工过程的质量检查和控制。
(四)施工工期短水工建筑物的地基基础工程常常利用枯水期施工，工期紧迫、干扰大，需要进行周密的组织与安排，应当尽量选择工效高的施工方法和机械。
(五)注重环境保护地基基础工程的施工，有的排弃水、废渣很多，施工噪声很大，对临近建筑物的震动大。
因此，应当根据工程和环境要求，选择对环境污染小的施工方法，并采取必要的环保措施。
三、水工建筑物对地基基础的基本要求1.具有足够的强度。
能够承受上部结构传递的应力。
水利水电工程地质勘察及施工
水利水电工程地质勘察及施工一、水利工程地质勘察发现的主要问题我国产业经济收益正处于快速增长阶段，与经济事业相配套的基础工程得到扩建，水利工程改建是现代化中不可缺少的内容。
鉴于水利水电项目的重要地位，国家要求地方水利部门做好日常勘察与维护工作，及时掌握水电站的工作状态。
根据现场勘察所得的结果，总结出以下3方面主要问题。
1.1地质方面水文地质是目前水利工程面临的主要问题，水文运动规律变化导致地面层出现异常变化，同时引发了诸多的地质灾害现象。
参考水利工程勘察结果，30%以上的地质病害来源于水文运动，地下水流动产生巨大的力学作用，破坏了水电站地质层的稳定性。
例如，滑坡是水电站围挡结构比较多发的病害，在水库堤坝周边建造的支护坡度中，极易受到地质作用而发生滑坡现象。
滑坡既能破坏土地层的牢固性，坡度滑移也引起了周边设施的病害。
1.2设施方面勘察发现，国内大部分水电站均面临着不同情况的病害，这些病害主要发生于水利设施的主体结构，以及建筑物的基础层。
例如，厂房是水电站的主要生产区域，勘察发现厂房建筑均有不同程度的裂缝现象，厂房墙体基础部分有明显的沉降问题，这些都是由于地质条件变动引起的结构性病害。
另外发现，随着水利水电运作规模的扩大，厂房病害率也越高，大型、超大型水电站厂房病害率达40%以上，但受损程度不一。
1.3防护方面正常条件下，水电站处于24h发电作业状态，高强度运行也使得水利渠道工程有所耗损，水工建筑物整体性能指标下降，造成大量水资源浪费。
这是由于水利渠道长时间处于供输水状态，渠道四壁承载的水流量较大，混凝土结构容易出现渗漏问题。
渗漏降低了渠道供输水的效率，水资源耗损率普遍上升;大面积渗漏基本破坏了渠道的水利性能，进一步引起更为严重的裂缝病害，这些都是破坏水利设施功能的主要因素。
二、基于地质勘察的水利施工方法水利水电工程是社会现代改造的主要项目，不仅关系着区域水资源调配的利用效率，也决定了一个地区的总体发电生产效率。