重力坝抗滑稳定措施浅析
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
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时，宜用抗剪强度公式计算，Ks值用1.05~1.3；
单击此处可添加副标题
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。
重力坝抗滑稳定的措施
重力坝抗滑稳定的措施1. 引言重力坝是一种常见的水利工程结构，用于蓄水和控制洪水。
然而，重力坝在面临沉积物侵蚀和地震等自然力的作用下，容易发生滑动和破坏。
为了确保重力坝的安全和稳定运行，需要采取一系列的抗滑稳定措施。
本文将介绍一些常见的重力坝抗滑稳定的措施，包括增加重力坝的自重，采用防滑桩，设置坝脚抗滑槽等。
2. 增加重力坝的自重重力坝的稳定性主要依靠自身的重量来抵御外部力的作用。
因此，增加重力坝的自重是一种有效的抗滑稳定措施。
常见的增加重力坝自重的方法包括增加坝体的厚度和采用高密度的材料。
这样可以增加坝体的摩擦力，提高坝体与地基之间的抗滑稳定性。
3. 防滑桩的使用防滑桩是一种常见的应用于重力坝的抗滑稳定措施。
防滑桩通过嵌入到地基中形成防滑抵抗，提高重力坝的整体稳定性。
在设计防滑桩时，需要考虑桩的深度、直径和间距等参数。
合理设计的防滑桩能够提供足够的抗滑稳定力，防止重力坝的滑动和破坏。
4. 坝脚抗滑槽的设置坝脚抗滑槽是一种常见的重力坝抗滑稳定措施，通常位于坝体底部的外围，用于增加重力坝与基岩之间的搭接面积，提高抗滑稳定性。
坝脚抗滑槽采用防滑槽的形式，通过增加重力坝的自重和摩擦力，提高重力坝的整体稳定性。
在设计坝脚抗滑槽时，需要考虑槽的宽度、深度和锚杆的使用等因素。
5. 地基加固地基加固是一项重要的重力坝抗滑稳定措施。
地基加固可以通过注浆、灌浆、岩石锚固等方式实现。
注浆和灌浆是常见的地基加固方法，通过将浆液注入地基中，增加地基的强度和稳定性。
岩石锚固则是将锚杆固定在地基中，提供额外的抗滑稳定力。
选择适当的地基加固方法可以提高重力坝的整体稳定性。
6. 定期检测和维护重力坝的抗滑稳定措施需要定期检测和维护，确保其有效性和可靠性。
定期检测和维护可以发现和修复潜在的问题，防止重力坝滑动和破坏的发生。
常见的检测方法包括测量重力坝变形、监测地下水位和地震活动等。
根据检测结果，及时采取维护措施，以保证重力坝的安全性和稳定性。
重力坝抗滑稳定性不够的原因分析-获奖版PPT课件
图1 重力坝所外力示意图 ∑P—水平推力；u—扬压力；
∑G—自重；F—抗滑力
水利工程管理技术
重力坝抗滑稳定性不够的原因分析
2015.04
重力坝抗滑稳定性不够的原因分析
重力坝是用混凝土或浆砌石修筑的大体积挡水建筑 物，它的主要特点是依靠自重来维持坝身的稳定。
重力坝必须保证在各种外力组合的作用下，有足够 的抗滑稳定性，抗滑稳定性不足是重力坝最危险的病害 情况。当发现坝体存在抗滑稳定性不足，或已产生初步 滑动迹象时，必须详细查找和分析坝体抗滑稳定性不足 的原因，提出妥善措施，及时处理。
重力坝抗滑稳定性不够的原因分析
重力坝承受强大的上游水压力和泥沙压力等水平 荷载，如果某一截面的抗剪能力不足以抵抗该截面以 上坝体承受的水平荷载时，便可能产生沿此截面的滑 动。由于一般情况下坝体与地基接触面的结合较差， 因此，滑动往往是沿坝体与地基的接触面发生的。所 以，重力坝的抗滑稳定分析，主要是核算坝底面的抗 滑稳定性。坝底面的抗滑稳定性与坝体的受力有关， 重力坝所受的主要外力有：垂直向下的坝体自重；垂 直向上的坝基扬压力；水平推力和坝体沿地基接触面 的摩擦力等。
重力坝稳定分析方法及提高坝体抗滑稳定的工程措施样本
重力坝的稳定性汪祥胜 ( 46) 前言:重力坝是世界出现最早的一种坝型, 早在29 前在埃及就出现了最早的重力挡水坝。
随着中国重力坝建设的繁荣, 数量的增多和高度的不断提升, 使得对稳定分析有着重要的理论和实践意义。
大坝的稳定性直接关系到大坝安全性和人民群众的生命财产息息相关, 而此次实习的三峡和向家坝皆是重力坝的代表杰作, 经过实习定能从深层次上了解有关大坝稳定性的相关问题, 包括什么是重力坝, 重力坝稳定的意义, 其稳定性分析方法和提高坝体抗滑稳定性的工程措施及在实际中的应用情况和应注意的问题。
一．什么是重力坝1.重力坝是由砼或浆砌石修筑的大致积档水建筑物, 其基本剖面是直角三角形, 整体是由若干坝段组成。
重力坝在水压力及其它荷载作用下, 主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求;同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度要求。
2.优缺点:重力坝优点: 重力坝之因此得到广泛应用,是由于有以下优点: ①相对安全可靠,耐久性好, 抵抗渗漏、洪水漫溢、地震和战争破坏能力都比较强; ②设计、施工技术简单, 易于机械化施工; ③对不同的地形和地质条件适应性强, 任何形状河谷都能修建重力坝, 对地基条件要求相对地说不太高; ④在坝体中可布置引水、泄水孔口, 解决发电、泄洪和施工导流等问题。
重力坝缺点: ①坝体应力较低, 材料强度不能充分发挥; ②坝体体积大, 耗用水泥多; ③施工期混凝土温度应力和收缩应力大, 对温度控制要求高。
3.工作原理; 重力坝在水压力及其它荷载作用下必须满足:A、稳定要求: 主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足。
B、强度要求: 依靠坝体自重产生的压应力来抵消由于水压力所引起的拉应力来满足。
4.重力坝类型:重力坝按筑坝材料的不同分为:混凝土重力坝和浆砌石重力坝。
重力坝按其结构形式分为:①实体重力坝;②宽缝重力坝; ③空腹重力坝。
重力坝按泄水条件可分为非溢流坝和溢流坝两种剖面。
水库大坝工程的抗滑稳定性分析
水库大坝工程的抗滑稳定性分析水库大坝工程是现代水利工程中的重要组成部分，具有防洪、灌溉、发电等多重功能。
然而，由于大坝在长期使用中面临着各种不可预测的地质灾害，如滑坡、坍塌等，因此对水库大坝的抗滑稳定性进行详细的分析显得尤为重要。
一、水库大坝工程的背景水库大坝工程通常位于山区或丘陵地带，所以往往在建设过程中会面临不同程度的岩土工程问题。
其中，滑坡是水库大坝工程中最常见的地质灾害之一。
滑坡是由于地形的变动而引起的土体快速下滑的现象。
一旦滑坡发生，将给水库大坝带来巨大的威胁，严重时可能导致大坝倒塌，造成灾难性后果。
二、水库大坝工程抗滑稳定性分析方法为了确保水库大坝的抗滑稳定性，研究人员通常采用多种分析方法进行综合评价。
1. 地质勘探与地质力学参数测定在设计水库大坝前，必须进行详细的地质调查和勘探工作。
通过对地质构造、岩性分布、断裂带等进行综合分析，可以确定出地质特征和地质力学参数，为后续的稳定性分析提供数据基础。
2. 数值模拟与有限元分析数值模拟是一种常用的工程分析方法，通过建立合适的数学模型，模拟水库大坝所承受的不同载荷情况，如水压力、地震力等，对大坝的稳定性进行分析。
有限元分析则是数值模拟中的一种常用方法，通过将大坝划分为许多小单元，在每个小单元上建立力学方程并求解，以获得大坝在各种外载荷下的应力和变形状态。
3. 稳定性指标与安全系数计算稳定性指标是评价水库大坝抗滑稳定性的重要指标之一。
常见的稳定性指标包括可动力安全系数、全局稳定安全系数等。
根据已有的研究成果和实际灾害案例，结合大坝的具体情况，可以计算出各种稳定性指标，并通过与设计标准值进行对比，评估大坝的抗滑稳定性。
三、水库大坝工程抗滑稳定性分析的影响因素水库大坝的抗滑稳定性不仅与地质条件、地裂缝、地下水位等因素相关，还与工程本身的设计与施工密不可分。
1. 大坝基础处理与加固大坝的基础处理与加固是确保大坝稳定性的重要举措。
适当的基础处理可以提高大坝基岩与土壤的承载力和稳定性。
重力坝抗滑稳定性分析的相关探讨
重力坝抗滑稳定性分析的相关探讨摘要：有限元法以其严谨、计算方法灵活、适用范围广，对解决结构复杂、特别是复杂地基上的坝体（包括基础）应力及变位问题的优点，在我国水利水电系统的广泛应用。
本文就该法对 4 种不同坝高的重力坝进行了计算，对重力坝抗滑稳定性的进行相关讨论和分析。
关键词：重力坝；抗滑稳定性；有限元；分析前言重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，重力坝抗滑稳定分析目的是核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全度，是重力坝设计中的一项重要内容。
由于影响抗滑稳定的因素很多，例如基岩特性、地基破碎层、地基软弱夹层、坝体材料分区、地基与坝体弹模比、扬压力等，所以迄今为止，没有成型的公认的理论来分析抗滑稳定，因此，有必要做工作来分析重力坝的抗滑稳定问题。
1 重力坝的网格剖分本文以四种坝高h=80,110,160,190m的坝作为研究对象，上游坝坡垂直，下游坝坡为1∶0.75，考虑坝体自重和上游水压力，下游无水。
其典型断面和计算水位如图1 所示。
图14 种坝高的典型断面和计算水位2 点的安全系数重力坝的抗滑稳定破坏准则分为三种：点破坏准则，整体破坏准则，极限破坏准则。
由于用整体破坏准则来分析重力坝的抗滑稳定问题太过于笼统，并不能满足点的破坏准则和反应发生剪切屈服而产生的局部破坏，因此用整体破坏准则分析抗滑稳定问题需要较大的安全余度。
文中用点的破坏准则来分析重力坝的抗滑稳定问题。
假设岩体的抗剪强度为τf，根据库仑--奈维尔准则：τf=fσ+c （1）假设某单元的任意一截面的剪应力τ，当ττf 时，则发生剪切破坏。
点安全系数Kp 定义为：Kp=τf/τ （2）Kp 的最小值称为点的最小安全系数，用Kpmin表示。
图2 摩尔应力图从图2 中可以看出：使σ 保持不变，τ 达到τf 时发生剪切破坏。
此时：求得：破坏角α0 可以由下式求得：3 材料强度储备系数Kf给建基面的抗剪断摩擦系数和凝聚力一定的安全储备，即把抗剪断摩擦系数和凝聚力除以一定的常数Kf，用式表示为：fc=f/ Kf （8）Cc=C/ Kf （9）即用提高Kf值的办法来近似描述坝基的渐进破坏过程。
重力坝抗滑稳定分析
摘
要： 重力坝稳 定性分析的主要 目的是检验重 力坝在各种 可能荷 载组合情 况下的稳 定安全度 ， 用刚体极 限平衡 法和 应
有Ｉ － ｑ Ｌ￣对故县水工重力坝进行 了稳定性分析 ， Ｌ 并对这两种方 法进行 了比较 ， 出： 指 刚体极 限平衡 法将 坝体假设 为刚体 ，
只考虑坝基 面的抗滑稳定性 ， 这与有限元法得到 的结果基本 一致 ， 即坝体抗 滑稳 定薄弱 点在坝基 面处的 坝趾处 ， 限元 有
首先 ， 计算坝体 自 ∑ 其次 ， 算坝面上 的静水 压力 Ｐ 重 ； 计
（ 容重为 １． Ｎ ｍ 泥沙压力 ， 水 Ｏ２ｋ ／ ）及 该工 程上游 坝体倾斜度
大， 泥沙重可忽略不计 ， 根据相关规范 ， 泥沙浮容 重为 ＝４ ８ ．
的。现 以故县水库重力 坝的抗 滑稳定 分析为例 ， 介绍 刚体极 限
法 对 坝 体 的 抗 滑 稳 定 性 分 析 更 为全 面 。
关
键
词 ：抗 滑稳 定性 ；刚体极 限平衡 法 ；有限元法 ；抗滑稳定 系数 ；故县水库
文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ０ １ ７ （ ０ ８ １—０ １－ ２ １０ —３ ９ ２０ ） ２ １２０
中图分类号 ：Ｔ ６２ ３ Ｙ ４ ．
混凝土重力坝抗滑稳定分析 方法 有很 多种 ， 目前 在高度较
低和地基条件不复 杂的 大坝设 计 中， 采用 刚体极 限平衡 法 ， 常 稳定分析 与应力计算是分 开进行 的 ； 于高坝和地基 条件复 杂 对
的大坝则 多辅 以有 限元计算 ， 时应力 和稳定分析 是统一进行 这
２ 刚体极限平衡 法
作者简介 ： 温中华 （ ９ ２ ， ， 南西平 人 ， 师 ， 究方 向 为水 工结 构可 １７ 一） 女 河 讲 研
云龙水库重力坝深层抗滑稳定分析
１ 前 言
复杂 地基 上 的重 力 坝 的深 层抗 滑 稳 定 问题 ， 是 水 工设计 中的一个 重 要课题 。影 响坝基 稳 定 的因素 很多， 缓倾 角结 构 面是 其 中最 为重要 的一个 。 云龙水 库 位 于 昆 明市 禄 劝 县 ， 掌 鸠 河 引水 供 是
坝 基岩层走 向 Ｎ ０～９ 。 倾 向上 游 ， 角 ｌ。 ６ 。 ０Ｅ， 倾 Ｏ
后采用后齿槽加 阻滑拉扳 解决深层抗滑稳定 问题 。同时提 出了重 力坝 的深 层抗 滑稳定 的一种新 思路—— 整 个大
坝 的 整体 稳 定 分 析 。
关键 词 ： 重力坝 ； 深层抗 滑稳 定 ； 乐数法 ； 等 整体稳定分析 ； 云龙 水库
中 图分 类 号 ： ６ ２ ３ Ｔ ２ ３３ ＴＶ ４ 、 ； ￣ ２ ．１ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ １ ０ Ｘ（０ ２ ０ ０ ２ ０ １０ —４ ８ ２ ０ ） １ ０ ８ ３
～
２ 岩层顺 层 面节理 发 育 。在 高程 ２００ｍ 至坝 （， ） ５ 中有 几 层
顶 的 ４ 范 围 内 ， 组 Ｋ 一 ～Ｋ ５ｍ 岩 ２ ２
泥岩、 岩、 页 泥质 粉 砂 薄 层 的 软弱 岩石 和 泥 化 夹层 ； 坝基 内存在 有层 间挤 压 破碎带 。这 些结 构 面产状 倾 角平 缓 ， 伸 长 ， 延 连续 性 好 ， 剪 强度 值 低 。 大坝 右 抗 岸 有 顺河 床 向 ＦⅡ 断层 带 ， 断层 带 由 — 一 、 该 、 ２ｆ ２ ３条相互 平行 的 断层 汇聚而成 ， 汇聚带 宽 ２ ～４ ５ ０ｍ， 断层 物质 为角砾 岩 、 棱 岩泥 质物 ， 糜 大坝 左岸有 顺 河 床 向 断 层 ； 坝 趾 区 内 还 存 在 有 一 组 Ｎ４ 在 ０ ～ ６ 。 厦河 床 向 、 伸 长 、 角 ６ 。 Ｏ的 陡倾 角节 ０ 延 倾 ５ ～９ 。
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重力坝抗滑稳定措施浅析
摘要：通过对重力坝抗滑稳定的分析，采取有效措施提高其抗滑稳定性，确保
大坝安全运行。
关键词：水利枢纽；重力坝；抗滑稳定；措施
前言
重力坝是用混凝土或石料等材料修筑，主要依靠坝体自重保持稳定的坝，它历史悠久、优点较多，目前仍被广泛采用。
重力坝抗滑稳定分析的目的是核算坝体沿坝基面或坝基内软弱结构面抗滑稳定的安全度，提高重力坝抗滑稳定的措施要根据其工作原理及特点，通过分析不同情况下的稳定性，分别确定切实有效的提高抗滑稳定措施。
下面就重力坝存在的几种可能滑动情况分别进行稳定分析，根据分析结果落实相应的抗滑稳定措施。
一、沿坝基面的抗滑稳定问题
1、沿坝基面的抗滑稳定分析（以一个坝段或取单宽作为计算单元）
1.1利用抗剪强度公式，将坝体与基岩间看成是一个接触面，而不是胶结面。
当接触面呈水平面时，其抗滑稳定安全系数Ks =①式中ΣW为接触面以上的总铅直力；ΣP为接触面以上的总水平力；
U为作用在接触面上的扬压力；f为接触面间的摩擦系数。
当接触面倾向上游时Ks=②式中β为接触面与水平面间的夹角。
由式②可以看出，当接触面倾向上游时，对坝体抗滑有利；当接触面倾向下游时，β为负值，使抗滑力减小，滑动力增大，对坝体稳定不利。
1.2利用抗剪公式时，认为坝体混凝土与基岩接触良好，直接采用接触面上的抗剪断参数和计算抗滑稳定安全系数。
s =③
式中A为接触面面积；为抗剪断摩擦系数；为抗剪断凝聚力。
2、增加抗滑稳定性的工程措施
从稳定性分析计算公式看出，要增大K值可采取多种措施，如增加坝体的铅直力ΣW，减小扬压力U，提高滑动面的抗剪强度指标f值。
对具有软弱夹层的地基应设法增加尾岩抗体被动抗力。
如依靠减小水平推力ΣP来增加坝体稳定性难度很大。
因此，可以采用以下工程措施提高抗滑稳定性。
一是加大坝体剖面。
在上游面或下游面加大剖面以增加坝体自重，在上游面加大剖面可增加坝体自重及垂直水重，提高ΣW值，从而增加坝的抗滑稳定性；二是采用有利的开挖轮廓线，开挖坝基时，利用岩面的自然坡度，使坝基面倾向上游；三是在坝基面设置排水系统，加强坝基排水，减小扬压力，增大K值；四是提高软弱夹层的抗剪强度指标。
软弱夹层抗剪强度极低，提高f值是增加坝体抗滑稳定性的重要措施。
二、深层抗滑稳定
1、深层抗滑稳定分析
当坝基内存在不利的缓倾角软弱结构面时，在水荷载作用下，坝体有可能连同部分基岩沿软弱结构面产生滑移，即所谓的深层滑动。
地基深层滑动情况十分复杂，失稳机理和计算方法还在探索之中。
设计时首先要查明地基中的主要缺陷，确定失稳边界，测定失稳边界面上的抗剪强度参数；其次是选择合理的计算方法并规定相应的安全系数。
同时还要选择提高深层抗滑稳定性的措施。
1.1单斜面深层抗滑稳定计算：在地基内只有一个软弱面，稳定分析时将软弱面以上的坝体和地基视作刚体，按式②或③计算刚体沿软弱面的抗滑稳定安全系数Ks。
1.2双斜面深层抗滑稳定计算：很多工程的地基内往往存在多条相互切割交错的断层或软弱夹层，构成复杂的滑动面。
在作深层抗滑稳定分析时，验算几个可能的滑动通道，找出最不利的滑动面组合，计算其抗滑稳定安全系数。
计算方法有剩余推力法、被动抗力法及等安全系数法。
这三种计算方法中的前两种，由于先令一个区处于极限平衡状态，也即相当于这一区的K=1，因而推算出的另一区的K值要比等安全系数法大，相比之下等安全系数法更为合理。
2、提高深层抗滑稳定的措施
一是在坝踵部位设齿墙，切断较浅的软弱面，增大了滑动体的重量和抗滑体的抗力；二是在坝趾设置齿墙，可更多地发挥抗力体的作用，改善坝踵应力和增大抗剪能力；三是采取帷幕灌浆、固结灌浆、断层和软弱夹层处理等措施加固地基；四是预加应力措施，在靠近坝体上游面用深孔锚固高强度钢索并施加预应力，即增加坝体抗滑稳定，又可消除坝踵拉应力。
三、岸坡坝段的抗滑稳定
1、抗滑稳定分析
靠近两岸岸坡坝段的坝基面倾向河床的斜面或折面时，该坝段在上游水压力及坝体自重作用下，有向下游及河床滑动的趋势，在三向荷载作用下，使其抗滑稳定性不如河床坝段。
取靠近岸坡的一个坝段，设岸坡倾角为θ，坝段总重为W，坝基面上的扬压力为U，上游坝面水压力为P，坝基面的抗剪强参数或抗剪断参数为f或和，滑动面面积为A。
将自重W分解为对滑动面的法向分力N=Wcosθ和切向分力T=Wsinθ，并将切向分力和水压力合成为S，则岸坡坝段的抗滑稳定安全系数为
Ks=④或s=⑤其中S=
2、提高抗滑稳定的措施
从Ks计算式中可以看出，要增大Ks(s)只有增大N、减小U和T，而N=Wcosθ、T=Wsinθ，θ越小N越大，T越小，所以减小岸坡倾角θ可以达到增大N而减小T的目的。
将岸坡开挖成台阶，可提高岸坡坝段的抗滑稳定性；另外将靠近岸坡部分坝段的横缝进行局部或全部灌浆，可以增强其稳定性；帷幕灌浆可以大大降低岸坡坝段的扬压力U，从而增大抗滑稳定安全系数Ks。
结束语
通过前面三种情况的抗滑稳定分析可以看出，修建重力坝时把握好选址，地质勘探、坝基岸基处理、坝型设计等环节，是提高重力坝抗滑稳定系数的关键因素，务必严格把关。
参考文献：
[1]林继镛，《水工建筑物》，中国水利水电出版社，2006年4月第四版44页至52页；
[2]石自堂，《水利工程管理》，中国水利水电出版社，2009年8月第一版100页
至104页。