重力坝的抗滑稳定分析(精选)
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；
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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。
碾压混凝土重力坝深层抗滑稳定研究
碾压混凝土 重力坝深层抗滑稳定研 究 敲 。 毽 岛 蟪
龙 虹 茜
摘
（ 广西 南 宁 ５ ３ ０ ０ ２ ３ ） 要： 随着社会科技的发展与建筑行 业的不 断进步 ， 建筑工程的施工技术 已有 了明显的提高 。目前， 人们对建筑 的要求越来越 高， 传 统的工程施工
旆工措施一般有有限元法、 钢体结构平衡法 、 显式结构分析法等 。其中使用 在水利工程中最 多的就属钢体结构平衡法，它是水利工程项 目中最为关键
的方 法 之 一 。【 ’ １
与水平面的平均夹角， 以略小于此角度 作为抗力角再进行抗滑稳定分析： 若 抗滑稳定安全 系数仍不满足要求 ， 则必需采取抗滑工程措施 ， 提高重力坝 的
、
用， 并且其施工的规模也越来越扩大， 碾压混凝土施工技术逐渐成 为现代水 利工程施工的重点 。但是， 我们将碾压混凝土应用于工程中时发现 ， 它 的抗 剪能力极低 ， 从而导致其在施工过程中的质量大大降低 ， 存在着 各种 问题与 隐患 。在实际工作 中， 我们应该来怎样控制这类问题的发生 ， 并完善该技术 是 当前亟待 解决 的问题。 目前 ， 在水利工程项 目中， 设计师往往会对坝基 的 总体结构进行重 点研究，需要对 当中的地质、砂层等各方面进行全面 的考 虑， 以此来缓解存在在坝基结构 中的各种问题 ， 提高水利工程的抗滑能力和 稳定系数 根据 目前社会 的发展趋势 ， 通常使用在水利工程中抗滑稳定性的
个可能的滑裂面进行抗滑稳定计算 。
（ １ ） 重力坝深层抗滑稳定 分析一般采用抗剪断强度公式 ， 按双斜滑裂面 刚体极限平衡等安全 系数法进行计算，因其中抗力角取值越大算 出的安全 系数也越大， 因此， 对 抗力角较大取值的合理性必须加 以论证 ， 论证 的方法
重力坝岸坡坝段侧向抗滑稳定分析及建基面开挖设计
重力坝岸坡坝段侧向抗滑稳定分析及建基面开挖设计（水利部珠江水利委员会技术咨询（广州）有限公司广东广州 510610）摘要：水利工程重力坝设计中，大坝建基面在岸坡坝段受地形地质条件制约，可能出现岸坡开挖出较陡的建基面，宜考虑坝段沿坝轴线方向的侧向抗滑稳定性，需采取必要的工程措施或合理设计建基面的开挖，以确保岸坡坝段的侧向抗滑稳定。
某水库大坝两岸地形较陡，岸坡坝段通过合理设置一定宽度的水平段平台，有效解决了岸坡坝段的侧向抗滑稳定性问题。
关键词：重力坝；侧向抗滑稳定；刚体极限平衡；工程措施。
0 引言重力坝抗滑稳定是否满足规范设计要求，直接影响到大坝的安全，两岸坡坝段因其基础面倾向于河床方向，它在上游水位压力的作用下，可能致使坝体沿坝基接触面向下游滑动［1］。
同时在自重的作用下，它还具有沿坝轴线侧向滑动的趋势，当岸坡坝段的建基面越陡，侧向滑动趋势就越大。
因此岸坡坝段在自重与上游水压力共同作用下具有向下游和向河床滑动的可能，其抗滑稳定性往往较河床坝段更为不利，为解决岸坡坝段侧向抗滑稳定不足，需采取必要的工程措施或合理设计建基面的开挖，以确保坝段的侧向抗滑稳定。
1 侧向抗滑稳定受力分析1.1 受力分析根据《混凝土重力坝设计规范》［2］（SL319-2018），较陡的岸坡坝段，宜按整个坝段三向荷载的合力方向分析计算其抗滑稳定性。
在计算岸坡坝段三向荷载共同作用的抗滑稳定时，应采用抗剪断强度公式计算其抗滑稳定性。
若岸坡较平缓，开挖后形成的分级平台高差不大，岸坡坝段的抗滑稳定计算可采用水平建基面的抗滑稳定计算公式；若岸坡较陡，计算时宜按合力计算其抗滑稳定。
参考《水工设计手册》［3］对于多平台的受力简化处理，假定斜坡上坝块为滑动体，位于水平建基面的坝块为阻滑体，综合考虑滑动体和阻滑体之间的相互作用，用刚体极限平衡法分别令滑动体和阻滑体采用等安全系数法，求出滑动体和阻滑体的内力R，再求出整个滑移体的抗滑稳定安全系数。
下图为岸坡段开挖呈台阶状示意图，坝段的倾面部分为单元1，水平开挖面部分为单元2，单元1与单元2受力作用如图2所示［3］。
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。
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。
重力坝坝基深层抗滑稳定性分析
重力坝坝基深层抗滑稳定性分析【摘要】结合碾压混凝土重力坝工程实例，运用有限元法对坝基深层抗滑稳定性进行分析，计算方法采用强度储备系数法，通过模拟坝基失稳的渐进破坏过程，分析认为大坝整体具有一定的强度储备安全系数，能够满足大坝整体抗滑稳定性的要求，其计算成果可为工程设计提供一定的参考。
【关键词】碾压混凝土重力坝；有限元法；强度储备系数法；抗滑稳定重力坝深层抗滑稳定问题的研究十分困难，因为岩体是一种不连续体，内部断层、裂隙等结构面的产状、特性、分布和切割组合关系十分复杂，这些结构面的组合，特别是缓倾角的断层控制着大坝的稳定和安全。
目前高混凝土重力坝抗滑稳定分析方法有多种，较经典的研究方法[1]是刚体极限平衡法、模型试验法、有限单元法等。
本文采用有限元法对某重力坝岸体—坝基系统失稳的渐进破坏过程进行了模拟，并利用不同的判别方式计算坝基的抗滑稳定安全系数。
该电站坐落于云南省境内金沙江中游的河段上，是以发电为主的大型水利工程枢纽，为碾压混凝土重力坝，最大坝高160m，河中设置坝后式厂房，大坝正常蓄水位1418m。
1.地质条件根据地勘资料，该枢纽区岩层呈单斜构造。
坝段处基岩构造表现为断裂构造，断层等破裂结构面较为发育。
对于坝基存在着的t1b和t1a凝灰岩夹层，坝轴线部位t1b最小埋深40m,距建基面约25m，该层未发现错动及泥化的迹象，但对坝基深层抗滑稳定性有一定的影响。
坝基地质剖面图见图1。
图1坝基地质纵剖面图2.计算模型由于坝基地质构造的复杂性[2][3]，有限元建模过程中对其进行适当简化，坝基主要包含玄武岩、裂面绿石化岩及凝灰岩夹层，坝体浅层的块裂和碎裂裂面绿泥石化岩体抗剪强度和变形模量较低，在计算中需重点分析，利用三维绘图软件CATIA及有限元软件进行模型的构建和数值分析，计算模型网格采用八结点六面体C3D8单元。
岸坡坝段群坝体与地基网格计算模型见图2.1-2.2。
岸坡坝段群整体模型的单元总数为10039个，结点总数11759个，其中坝体单元数目2669个。
重力坝抗滑稳定问题分析
【 关键词 ｌ 重力坝 深层抗滑稳定 安 全度
１ 重 力坝深层抗滑稳定的特点
当坝基 内存在 可能导致 沿基 础岩体 内部滑 动
坝基 内有软 弱结构 面 时 ， 因其 抗 剪 （ ） 度 断 强 比基岩低 ， 就构 成 了 大坝 沿 该 软 弱结 构 面滑 动 的
的不利软弱结构面时， 就需研究大坝的深层抗滑 稳定问题。根据软弱结构面空间展布性状不同 ， 重力坝深层滑动 可分为多种类型， 中两种最常 其
安全 。
１２ 坝体 连 同坝基部分 岩体 同时滑动 ． 重力 坝通 常是 沿建 基 面 滑 动 ， 即滑 动发 生 在
两种介质的分界面上 ， 滑动体是人工均质弹性体。
有 深层抗 滑稳 定 问题 的 坝 ， 是 坝体 连 同坝基 部 则
露
（ ） 斜 滑 动 ａ单 （） ｂ 双斜 滑 动
分岩体同时沿坝基内软弱结构面滑动 ， 滑动体 由
混 凝 土和岩 体 两种 材 料 组成 。其 中 ， 岩体 是地 质
体， 通常被许 多结构面切割 ， 属不连续各向异性 体。由于岩体的一些缺陷难 以完全查清， 其物理 力学性质的量化也很困难 ， 因此 由这两种材料组
成 的滑 动体 的应 力应 变状态 十分 复杂 。 １３ 对 下游 尾岩抗 力体 的依赖 性 ．
见 的类 型为 单斜剪 切 滑动破坏 与双斜 剪切 滑动破
坏（ 图 １ 。 见 ）
特定通道 。由于软弱结构面通常是多层或多条组 合， 因此滑裂通道具有多元性 。地质勘察必须查
明软 弱结 构 面 的空 间展 布情 况 、 状 、 因 、 性 成 充填 物 的矿物成 分 、 物理 力学性 质 等 ， 而寻 找最危 险 从 的滑 裂组合 通道 ， 取 卡应 的工程措 施 ， 工程 采 Ｈ 确保