重力坝抗滑稳定性分析
重力坝抗滑稳定措施浅析
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。
亭子口重力坝深层抗滑稳定性分析
等 Ｋ法 中的 条 块 作 用 力 与 水 平 面 的夹 角 对 深 层 抗 滑 稳 定 性 作 了敏 感 性 分 析 。两 种 稳 定 性 计 算 方 法 的结 果 均表 明 亭 子 １重 力 坝 表 孑 坝 段 深 层 抗 滑 稳 定 性 基 本 能 满 足 规 范 要 求 ；广 义 等 Ｋ法 中 条 块 作 用 力 与 水 平 面 的 夹 角 取 值 对 ： ３ Ｌ
中假定 的是 每一 滑 面通 过 的 同一种 介 质 ，当穿 过 多种 岩层 时 强度 参 数需 要 做加 权 处理 ，这严 重 影 响 了该 方 法在 理论 上 的严 密性 。 陈祖煜 …基于 虚功 原理 的基础 上提 出了理论 体 系更 为严 格 、应用 范 围 更 为 广 泛 的广 义 等 Ｋ法 （ａｌａ ） Ｓ ｒｌ 法 ，并 证 明 了在 双 滑 面 时与 等 Ｋ法 的等 效 性 。 自２ Ｔ ０世 纪 ８ Ｏ年代 以 来 ，分 项 系 数极 限状 态 设计 方 法 得到 推 广应 用 ，由于 分项 系 数是 在 总结 了大量 实 例 的资 料 和可 靠度
深层 抗 滑稳 定 分 析 成 果 有 显著 的影 响 ，建 议 在 亭 子 口深 层抗 滑稳 定 分 析 中妒 ５ ０ 。 取 。 １ｏ
关 键 词 ：亭 子 １重 力 坝 ；深层 抗 滑 ；广 义 等 Ｋ法 ；分 项 系 数 极 限 状态 设 计 方 法 ： ３
中图分类号 ：ｒ ６ １ Ｉ ４ Ｔ ｖ
表 孔 坝段 的多种 滑 移模 式 在不 同的计 算 工况 下 的 深层 抗 滑稳 定性 作 了验算 ，并 与 分项 系数 极 限状 态
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
某重力坝溢流坝段深层抗滑稳定计算分析
【 关键 词】 重力坝 ； 深层抗滑 ； 刚体法 ； 稳定计算 ０ 引言
某水 电站枢纽工程 建筑 物由挡水 建筑物、 溢流表孔 、 冲沙底 孔、 电 站取水 口等组成 挡水 建筑 物为碾 压混凝 土重力坝 ． 溢流坝段最 大坝 高 ８ ０ ｍ 。依 据《 水 电枢 纽工程 等级 划分 及设 计 安全标 准》 （ Ｄ Ｌ ５ １ ８ ０ — ２ ０ ０ ３ ） 规定 ． 工程 等别为 Ⅲ等 ， 工程规 模为 中型 ； 枢 纽主要 建筑物 为 ３ 级． 大坝安全级别 为 Ｉ Ｉ 级。对于重力坝 的深层抗滑稳定 性 ． 目前 在 国 内外一般均按平 面刚体极 限平衡计算 ．其安 全系数多按定值法取值 ． 并与相应采用 的方法 、 参数相配套 ， 且根据工 程实践经验 ， 不断做相应 的 调 整
‘
强风化和微风化的交界线 ④第 四组 取双滑面 ， 由坝踵 滑入 向下 ． 至下 游护袒首端折 向冲坑 强风化层的顶端 ⑤第五组取 双滑面 ， 由坝踵 滑入 向下 ， 至下游 护袒末端折 向冲坑 强风化和微风化的交界线 ⑥第六组取 双滑面 ． 由坝踵 滑入垂直 向下 ． 再折 向冲坑强风化 和 微风化的交界线 ⑦第七组取双滑 面 ． 由坝踵滑人垂 直向下 ， 再折 向冲坑微风化和 弱风化的交界线
⑧第八 组取双滑 面 ， 由坝踵滑入 向下 ． 至下游坝体 和护袒接逢处 折向冲坑强风化和微风化 的交界线 ⑨第九组取双滑 面 ， 由坝踵滑人垂 直向下 ， 再折 向冲坑 强风化层 令抗力 为 Ｑ ． 其与 Ｂ Ｄ面法 线的夹 角为 ． Ｂ Ｄ面与水平 面的夹 角 顶端。 为９ ０ 。 ．令块体 Ａ Ｂ Ｄ和块体 Ｂ Ｃ Ｄ同时处 于极 限平衡状态 ．分别核算 在正常蓄水位工况下 ． 所取 ９ 个典型滑面在抗剪断指标参数下计 Ａ Ｂ、 Ｂ Ｃ面上的抗滑稳定安全系数 。 、 ， 考虑块 体 ＡＢ Ｄ的稳定 ： 算， 安全 系数均满足要求 ， 第 四组滑面 的安全 系数最小 ， Ｋ ＝ ５ ． ８ ８ ； 在抗 剪指标参数下 ． 只有第 四组 安全系数 ： １ ． １ ７ ＞ １ ． ０ ５ ． 其余 的滑 面组合 安全系数均大于 １ ． ３ 。 在抗剪指标参数下 ， 存在四组危 险滑 面， 即第 １ 、 考虑块体 Ｂ Ｃ Ｄ的稳定 ： ４ 、 ８ 、 ９ 组滑面 ， 安全 系数分别为 １ ． ６ ７ 、 １ ． １ ７ 、 １ ． ６ １ 和 １ ． ７ １ 。 第 四组组合滑 ｆ ｚ ＇ ［ （ Ｇ ￣ ｃ ｏ ｑ ３ ＋ Ｑ ｓ ｉ ｎ ＠ ＋ Ｏ ） ＋ Ｕ ３ ｓ ｉ ｎ ｌ ｆ － Ｕ ： ｜ ＋ ｃ ｚ ＇ Ａ ２ 一 ｒ ， 、 面的安全系数最小 ． 由于滑面通过下游 的强风化层 ． 并且两个 滑面的 … Ｑ ｃ ｏ ｓ ｑ ｓ ＋ ０ ） － Ｃ ２ ｓ ｉ ｎ ｌ ｆ ＋ ｃ ｏ 倾角都 比 较危 险， 导致安全系数明显降低。 式 中： ∑Ｐ 、 ∑ ——作用 于块体 ＡＢ Ｄ上的总水平 、 总垂直力 ： 在 校核洪水位工况下 ． 所取 ９个典 型滑面在抗剪断指标参数下计 Ｇ 、 Ｇ ｒ一 分别位岩体 ＡＢ Ｄ、 Ｂ Ｃ Ｄ重量的垂直作用 ； 算， 安全系数均 满足要求 ， 第 四组 滑面的安全 系数最 小 ， Ｋ ＝ ５ ． ５ ６ ； 在抗 分别为 Ａ Ｂ、 Ｂ Ｃ滑动面 的摩擦 系数 ； 剪指标参数下 ， 存在 四组危险滑面 ， 即第 １ 、 ４ 、 ８ 、 ９ 组滑面 ， 安全系数分 Ｃ １ 、 ｃ ： ——分别为 Ａ Ｂ、 Ｂ Ｃ滑动面 的凝聚力 ； 别为 １ ． ４ ６ 、 １ ． ４ ２ 、 ｌ ‘ ３ ８和 １ ． ４ ７ 。 Ｕ 、 、 （ — 分 别 为 ＡＢ、 Ｂ Ｃ 、 Ｂ Ｄ面上 的扬压力 ； ａ 、 分别为滑动 面 Ａ Ｂ 、 Ｂ ｃ与水平面 的夹角 ； ３ 结语 Ａ。 、 Ａｒ— 分 别为滑动面 ＡＢ 、 Ｂ Ｃ的长度 ； 采用 刚体法对表孔溢 流坝段的坝基深层抗 滑稳定安全 系数进 行 Ｑ、 一 分别 为 Ｂ Ｄ面上的抗力与水平面的夹角 。 结果表 明坝基深层抗滑稳定具有 足够 的安全度 。正常蓄水 位 然 后令 ＝ ， 解 出抗力 Ｑ， 再将其 回带 ， 即可求 出整个滑移 体 的 了计算 ． 和校核洪水位工况 ． 所选取的 ９ 个 滑面组合 的抗 剪断安 全系数 都大于 抗滑稳定 安全 系数 ， 通过迭代法求解。 规 范要 求值 ３ ． ０ ， 其 中滑面 ５ 的安全系数最大 ， 为９ ． ５ １ ， 第四组滑 面的 ２ 计算 结果分析 安全 系数最小 ． 为５ ． ５ ６ ： 抗剪 安全系数都大于规范值 １ ． ０ ５ 。 其 中滑 面 ６ 的安全 系数最大 ， 为２ ． ９ ４ ， 第 四组滑面 的安全 系数最小 ， 为 １ ． １ ７ ， 第 四 计算 工况 采用正 常蓄水 位的基本 组合 ． 上游 水位 ９ ０ ０ ． ０ ０ ｍ． 下 游 组滑面最危险 ● 水位 ８ ４ ５ ． ０ ０ ｍ。计算荷 载包括大坝及滑 动面 以上岩体 自重 、 上 下游水 压力 、 扬压 力 ， 排水幕处 渗透压力折减 系数 ＝ ０ ， ２ ５ 。参 数取抗剪 断和 【 参考文献】 抗剪指标参数 ． 采用 等安全 系数法分别取 ９ 个 典型危险组合 滑面进行 ［ １ ］ 林 继镛． 水工建筑物． ４ 版［ Ｍ］ ． 北京 ： 中国水利水 电出版社 ， ２ ０ ０ ９ ． 计算 ： ［ ２ ］ 中华人 民共 和国行业 标准编写组． Ｄ Ｌ ５ １ ０ ８ — １ ９ ９ ９ 混 凝土重力坝设计规范［ ｓ ］ ． ①第一组取 向下游倾斜 的单滑 面 ． 由坝踵 滑入 。 从 冲坑 底部 滑出 北京 ： 中国电力 出版社 ． ２ ０ ０ ０ ． ②第二组 取双滑 面 。 由坝踵 滑人 向下 ， 至下游护袒 中间折 向冲坑 强风化和微风化 的交界线 ［ 责任编辑： 汤静 ］ ③第三组 取双滑 面 。 由坝踵 滑入 向下 ． 至下游护袒 首端折 向冲坑
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。
重力坝深层抗滑稳定的可靠度分析
重力坝深层抗滑稳定的可靠度分析目前的重力坝设计规范,并行存在基于概率极限状态设计法和分项系数设计表达式的DL 5108-1999《混凝土重力坝设计规范》和基于单一安全系数设计法的SL319-2005《混凝土重力坝设计规范》两部设计规范。
传统的以安全系数为基础的设计方法与概率极限状态设计法有何关系,安全系数与可靠指标之间的关系等问题,是水工结构安全度领域值得研究的热点问题之一。
本文以重力坝深层抗滑稳定的可靠度研究为切入点,对重力坝深层抗滑稳定的可靠度分析方法和安全度设置水平开展了较为系统的研究,分析了可靠度分析法与安全系数设计法之间的联系,探讨了将安全系数设计法与概率极限状态设计法相结合的途径,主要研究成果如下。
(1)重力坝双斜面深层抗滑稳定的体系可靠度研究。
针对重力坝设计中常遇的双斜面深层抗滑稳定问题,利用JC法分别计算了基于等安全系数法的滑动体ABD、抗力体BCD的可靠指标,并利用等效线性化计算了双斜面深层抗滑稳定的体系可靠指标,发现两块体的抗滑稳定安全系数虽然相等,但抗滑稳定可靠指标并不相等；当滑动体和抗力体的抗滑稳定安全系数均满足要求时,其抗滑稳定可靠指标仍可能达不到要求；当采用概率极限状态设计法时,应分别建立两个块体的极限状态方程,分别分析两个块体的抗滑稳定可靠度及其体系可靠度,两个块体的体系可靠度可按串联体系进行求解。
(2)在传统的双斜面深层抗滑稳定可靠度分析结果的基础上,对传统的抗滑稳定安全系数K赋予广义的含义K=F(x1,x2,…,xn),利用K-1.0=0建立极限状态方程,采用蒙特卡罗法计算分析了双斜面深层抗滑稳定的体系可靠度,结果与JC法和等效线性化计算的体系可靠度基本一致。
由此沟通了传统的安全系数设计法与可靠度分析法之间的联系,为可靠度理论在重力坝双斜面深层抗滑稳定的体系可靠度分析中的应用开辟了一条新途径。
(3)重力坝多滑面深层抗滑稳定的体系可靠度研究。
当坝基存在多个断层或结构面时,在分析传统的基于滑动面的应力分析法与强度折减法求得的深层抗滑稳定安全系数的基础上,利用加权响应面法和逐步等效线性化,计算了重力坝深层抗滑稳定的体系可靠度,建立了各断层的抗滑稳定安全系数与抗滑稳定可靠指标的关系,建立了强度折减法的抗滑稳定安全系数与体系可靠指标的关系。
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
分项系数法在重力坝深层抗滑稳定分析中的应用
分项系数法在重力坝深层抗滑稳定分析中的应用摘要:本文主要介绍了分项系数法的应用原理,然后通过等安全系数法判断重力坝的深层结构的抗滑稳定性,并且结合设计规范判断重力坝的可靠度,从而根据实际情况验证分项系数法的科学性以及合理性。
关键词:分项系数法重力坝深层抗滑稳定性重力坝深层滑动是水利水电建筑工程设计者研究的重点问题。
常规的剩余推力法以及被动抗力法,都是先将重力坝深层基础其中一个滑动区域视做极限平衡状态,然后再推导出此时的安全系数,以此为依据推算另一个区域的安全系数,这样计算的结果导致安全系数就包括所有计算重力坝深层基础设计中的模糊不确定性因素以及失误性因素,从而使计算结果无法表达重力坝深层基础的可靠性以及风险性。
例如在一些明显存在软弱夹层的施工环境中使用传统单一的安全系数分析法分析,计算结果通常很难到达设计规范的要求,而且也加大了重力坝深层结构进行加固处理的施工量和难度。
为了能够对深层结构的抗滑稳定性进行更加科学、有效的分析,本文采用了分项系数法,通过等安全系数法计算出重力坝深层抗滑稳定性系数。
1 极限状态方程根据重力坝深层基础双滑面(如图1所示),即AB和BC来年各个方向上的滑动进行分析研究。
其中AB方向是重力坝深层基础的主滑动面;BC则表示重力坝深层基础的辅助破裂面;BD为分界面,在分析研究过程中重力坝深层基础的滑动受力部位就分成了ABD和BCD 两大部分,此时引入一个假定与水平面呈角的抗力R,然后使ABD和BCD分别处于极限平衡状态,并且建立极限状态方程。
其中ABD极限状态方程为:2 计算重力坝深层剖面以及基本变量参数本次分项系数计算法采用150m重力坝模型;重力坝的上游边坡分别为1∶0、1∶0.05、1∶0.1;重力坝主滑动面与水平面的夹角α分别为14.04°和20°;ABD和BCD双滑面之间的合力夹角φ为0°,因为从上文中的分析可以得到重力坝深层滑动体系与抗力体系具有相同的安全系数,满足静力平衡关系,此时重力坝深层基础剖面的ABD和BCD双滑面之间的合力夹角φ有较高的敏感度,但是在实际使用的过程中ABD和BCD双滑面之间经常会存在非水平方向的作用力,这就使得ABD和BCD双滑面之间的合力夹角数值很难进行有效的控制,但是在使用分项系数法进行分析研究的过程中,通常是从重力深层坝结构设计的安全性出发取ABD和BCD双滑面之间的合力夹角φ为0°,重力坝基本变量参数特性如表2所示。
永和水电站重力坝坝基抗滑稳定性分析
接触 面 部位 ， 多呈 局 部泥 化 现象 ， 层 厚 度一 般 为 ２ 单 ～
４ｍ ｍ。受 沉积 条件 及 岩层层 面的影 响 ， 泥化 夹层 波状 起 伏 ， 凸不平 ， 凹 因地层 岩 相相 变 而时 有 时无 ， 布不 分 稳定 ， 多为纯 泥型 ， 呈软 塑状 ， 少量 碎屑状 。
Ｃ １ ～ ． Ｍ ａ 厂＝ ．５ ． ２ Ｐ ， ０５ 。泥 化夹 层抗 剪 强度 取 Ｃ ５ ５ ５ ＝～
１ Ｐａ， ＝１ ６。 ５ｋ ４． Ｏ． Ｃ ２６， ＝５－１ Ｐａ， ５ｋ ＝１ ． ３５。 ＝
主 ， 高倾 角 裂 隙 ， 均每 米 ３条 ， 割 岩 层 ， 伸 大 为 平 切 延
［ 中图分类号 ］ Ｖ ４ ．２ Ｔ ６ １ ＊ ３
［ 文献标识码 ］ ｃ
［ 文章编号 ］０４ ７４ （０ ９ ０ — ０ ８０ １０ — ０ ２ ２ ０ ）６ ０ ４ — ｌ
１ 基本地质 条 件 永 和水 电站 地 处 长 治市 沁 源县 郭 道 镇 永 和 村 上
泥 岩层 具有 泥化 和 局 部泥 化现 象 ， 岩 中泥化 夹 泥 层 发育 程度 随岩 层 的埋 深增 大 而减 小 ，浅 部较 发 育 ， 深 部不 发育 。根 据钻 孔 揭 露情 况 ， 坝基 中泥化 夹层 多
基 抗 滑 稳 定 性取 决 于坝 基 岩 体 中组成 滑 动 体 的各 种 结 构 面 的性 质 、 剪强 度及 其组 合形 态 。 抗
２ 坝 基软 弱岩层 与 泥化夹 层
看作 潜 在 的滑 动 面 。 坝轴 线 方 向为 Ｎ ３Ｅ ７。 ，坝 轴 线 与 岩 层 走 向近 垂 直 ， 河流方 向岩层 平缓 （ 顺 坝轴 线 与河 流基 本垂 直 ） 。 ３组节 理裂 隙走 向或 与坝轴 线平 行 、 与其斜 交 ， 或 可构
基于ANSYS的碾压混凝土重力坝坝基面抗滑稳定安全性分析
Ｔ ｒ ｕ ｈ ａｌ ｘ ｍｐｅ ｅａｌｄ ｉｓ ｕ ｔ ｎ ｎ ｈ ｗ ｏ ｂ ｈ ｏ ｇ ｌ ｅ ａ ｌ，ｄ ｔｉ ｔ ｃｉ ｓｏ ｏ ｔ ｙＡＮＳ ｏ ｔ ａｅ ａ ｄ ＡＰ ａ ｇ ａ ｅａ ａｙ ｅｇ ａ ｉ ｅ ｎ ｒ ｏ ＹＳ ｓ ｆｗ ｒ ｎ ＤＬ ｌｎ ｕ ｇ ｎ ｌｚ ｒｖｔ ｙ
力坝和常规 混凝土坝有 所不 同，常规 重力坝 ，特别
是高坝 ，一般 来说坝基 面就是坝体稳 定控制面 。如
何对高碾压 混凝土重力坝 坝基抗滑稳 定进 行分析就
ｌ有 限 单元法
有 限元法 计算 重力坝 一般把 坝体 、坝 基作平面
显得很重要 。 目前重力坝坝 基面稳定计算方 法 ，大 都是半经验性 的刚体 极限平 衡法 ，理论上不够成熟 ，
利用有 限元分析坝 体和坝基接触面抗 滑稳定 分析，
应变 问题 分析 。坝基包 括主 要的地质构造 ，取足够
文 章编 号 ： １７－０ ５ （０ ０ ４ ０８ — ３ ６ ４８ ８ ２ １ ）０ —０ ０ ０
基 于 Ａ ＹＳ的碾压 混凝 土重 力坝 ＮＳ 坝 基面 抗滑稳 定 安全性 分析
杨冬升 ，张 晖 ，龚常青 ’
（ 贵州 大学土 木建筑 工程 学院 ，贵 州 ，贵阳 ５００ ：２ 州省 毕节地 区勘测 设计研究 院，贵 州．毕 节 ５ １０ ） Ｉ ５０ ３ ． 贵 ５７０
（ ． ｖｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇａ ｄＣｏ ｓｒｃｉｎｆｒ ｌ ｇ ， ｉｈ ｕｕ ｉｅｓｔ， ｉａ ｇ Ｇｕｚ ｏ ５ ０ ３ Ｃｈｎ ； １ＣｉｉＥ ｇｎ ｅ ｎ ｎ ｎｔ ｔｏ ｌ ｅ Ｇｕｚ ｏ ｎｖ ｒｉ Ｇｕｙ ｎ ， ｉ ｕ５ ０ ０ ， ｉａ ｉ ｕ ｏ Ｃｏ ｅ ｙ ｈ
ｄ ｍ ｆ ｔｂ ｌ ｙ ａ ａｎ ｔ ｌ ｉｇ ａ ｏ ａ ｉｔ ｇ ｉｓ ｎ ．； ｒｖｔ ａ Ｆ ｎｔ ｅｅ ｎ ｔｏ ； ｙｗｏ ｄ ： ｇ ａ ｉ ｄ ｍ； ｉｉ ｌｍｅ ｔ ｈ ｄ ＡＮＳ ： ＤＬ ｙ ｅ ｍｅ ＹＳ ＡＰ
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［ 要］ 安全是 水坝的头等 大事 。重力坝 失事往往是 由于滑动导致的 ，因此抗滑稳 定问题是 大坝稳 定的主要 Ｉ 摘 ； ２题，本论 文主 要 运 用 刚 体极 限 平衡 法和 有 限元 法对 某重 力 坝 进 行 安 全 稳 定 性 校 核 。刚 体 平 衡 法 是 一 种 传 统 的 稳 定 分 析 方 法 ， 这 一
数 ［ ］ 引。
防洪 为 主 ，兼顾 灌溉 、发 电、供水 等综 合利 用 的 大 型工 程 。水 库 建筑 物 系 由大 坝 、 电站厂房 及敷
设 坝体 内的泄水 孔道 所组 成 。大 坝坝 型为 实体重 力 坝 。最 大坝高 １ ５ ２ ｍ，坝顶 高程 ５ ３ ５ ｍ，坝 顶 长 ３５ １ ｍ，共分 ２ １个 坝 段 ，一 般 坝 段 宽 为 １ ． ｍ， ６５
第 １ ２期 （ ３ ９ ） 第 １期
［ 文章 编 号］ １０ －８ ６ （０ ８ １ —０ ８０ ０ ９２ ４ ２ ０ ） ２０ ０—３
吉 林 水 利
２０ ０ ８年 １ ２月
重 力 坝 抗 滑 稳 定 性 分 析
李 欣 ，刘 军。 ２ ７０ ） ５ ０ ０
（ ．黄 河上 中游 管理局 ，陕西 西安 ７ ０ ２ ； １ １ ０ １ ２ ．胜 利 油 田胜 利 工程建 设 （ 团） 第六 工程 处 ，山 东 东营 集
究 在基 本荷 载 一 自重 、静 水 压力 、扬 压力 、泥 沙 压力 共 同作 用下 坝体 的抗 滑稳 定 。
２ １ 刚体 极 限平衡 法计 算 稳定 系数 ．
用 刚 体极 限平 衡法计 算稳 定 系数 的公式 有两 类 ； 剪强 度 公式 和抗 剪 断强 度 公式 。抗 剪 断强 抗
度公式考虑了坝体与基岩的胶结作用 ，计人了摩
擦 力 和凝 聚力 ，比较符合 坝 的实 际工 作状态 ，物
理 概念 也较 明确 。但 试验 表 明 ，在 多 数情况 下 现
场 测值 是很 不稳 定 ，试件 制 备时 的粘 结状态 与 坝
［ 收稿 日期］２ Ｏ 一Ｏ —１ Ｏ８ ９ ６ ［ 作者简介］李欣 （ ９ ３ ，女 ，工程师 ，专业方向 ；水利水电建筑工程 。 １ ７ 一）
沿坝 基面 的切 应力 如 图所 示 ：
ｌ ／ ： ２ ４ ． ｋ ｍ Ｗ ２ １ ９ ． ｋ ｍ Ｏ ２ ２ ７ ２ Ｎ／ — ７ ７ ８ Ｎ／
一
２ 重 力 坝 抗 滑 稳定 计 算
作 用 于重力 坝上 的 主要荷 载有 ：① 自重 ；② 静水 压 力 ；③扬 压 力 ；⑥ 泥 沙压力 ．本文 主要研
（ ２ ＋ ７ ３ ６ ６ ２ ． ）× ｌ ２ ２５ ３． ＋ ４８ ８ × ４
＝７８ ． ３ ７ ４Ｘ１ ２ ＝ １ ７ ９ ． ｋ ｍ × ４ ７ ２ ７ ６ Ｎ／
一
８ 一
吉析
李 欣 等 ２ ０ ０ ８年 １ ２月
时 ，通 常 是求解 坝 体 的应 力 ，并 与基 岩 的允许 应
力进行 比较 ，校 核 基岩 是否 发生 强度 破坏 ，再 对
Ｐ， ２ ． 一 ４ ８×２ ． Ｘ ０ ２ ３ ７ ． ｋ ｍ ４ ８ １ ／ — ０ ５ ２ Ｎ／
１ 前 言
某水 库 位于 黄河 支流 洛河 中游 峡谷 区，是 以
筑 坝经验 的积 累 ，规范 要求 的安 全 系数 已在逐 渐 降低 。因此 ，对 地 基条件 良好 的坝 ，经过 详 细勘 查试 验 ，取得 可靠 的抗 剪 断参数 ，采 用 抗剪 断强 度公 式计 算是 比较 合理 的 ，考 虑本 文 中重力 坝 的 实 际情 况 ，采 用 抗 剪 断 强 度 公 式 计 算 稳 定 系
一
步 证 明 了有 限 元 法 更 符 合 重 力 坝 的 实 际 情 况 。
［ 键词 ］ 重 力 坝 ； 抗 滑 稳 定 ； 刚 体极 限 平衡 法 ； 有 限元 法 关 ［ 图 分 类 号］ Ｔ ４ ． ２ 中 Ｖ６ １３
［ 献标识码］ Ｂ 文
的实 际情 况仍 有所 出入 。随 着试 验技 术 的发展 和
Ｆ一 （ ４ ８ １ ＋ １ ６ ８ ０ × ８ ． ／ — ２． × Ｏ ０ ． １ ） Ｘ ３ ６２
５ ０ ８ ８ Ｎ／ ５ ０ ． ｋ ｍ Ｐ一 ５ ９ ６ Ｎ／ ３ ５ ｋ ｍ
Ｗ ｌ １ ７ １ ２ Ｎ／ 一 ０ ９ ． ｋ ｍ Ｐ２— ２ ． １ ２× ２ ． １ ２×
坝基 整体 做安 全度 分析 。二 维分 析方 法 是切 取坝 体 的一个 平面 ，并 按平 面应 变 问题分 析 。该模 型
２ ０ ｋ ／ ；水 容重 ７ 一１０ ０ ｇ ｍ。 ４ ０ ｇ ｍ。 ｏ ０ ｋ ／ ；泥 沙浮容
１ 坝体 自重 ： ）
Ｗ —Ｖ ・ ［ ５ ５ （５ ３． ）Ｘ２／ １ ×１ ＋ １ ＋ ７ ４ ８ ２
十 （ ７ ４ １ ． ） Ｘ８ ／ ］ ×１ ４ ３ ． 十１ ９ ４ ２２ ×２
方 法是 经过 工程 实 践检 验 的 ，所 得 的安 全 系数 一 直 以来 被 作 为 判 断 大 坝 安 全 度 的 主要 依 据 。有 限 元 法 是 近 年 来 随 计 算 机 科 学 的 迅速 发展 和 岩 土 力 学 的基 本 理论 水 平 不 断提 高和 发 展 起 来 的 一 种 新 方 法 ， 本 文 分 析 比 较 了两 种 方 法 的优 缺 点 ．进
２ １ １ 荷载计 算 ．． 材 料 基 本 参 数 如 下 ： 混 凝 土 容 重
重 ｙ一 ９ ０ ｇ ｍ。 ｃ ０ｋ／
一
最 大宽 度 １ ｍ，最 小 宽 度 １ ｍ。大 坝 上 游 坡 为 ９ ３
１： ． ， 坡点 高 程 为 ５ ０ ０ ２起 １ ｍ，下 游坡 为 ｌ： ． 。 ０ ８ 本 文 以一般 坝段 为例 采用 刚体 极 限平衡 法 和有 限 元 法对 该混凝 土重 力坝进 行抗 滑计 算 。