第8章 坝基稳定性分析
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覆盖层坝基稳定性分析
覆 盖层 坝基 稳定 性分 析
李 刚
（ 中国水 电顾 问集 团贵阳勘测设计研究院有限公司 贵州 贵阳 ５ ５ ０ ０ ８ １ ） 摘 要： 根据覆盖层工 程地质特性 、 水文地质环境 的特点 ， 通过 试验取 得数据 ， 通过相 关计算 方式 ， 对 覆盖层稳 定性进行 分析 。评
价不 同情 况下覆盖层稳 定性 问题 ， 得 出相关结论 ， 为覆盖层 的稳 定性处理提 出更好的意见和 建议 。 关键词 ： 覆盖层 ； 坝基 ； 稳定性 ； 分 析
根据坝基覆盖层 厚度 、 特征 、 物质成分和相关物理指标进行判定 。按 照水利 水 电工程 勘察 的规范 ， 土体 在地 下水渗 透力 （ 动水压 力） 的作用 下， 部分颗粒或整体发生移动 ， 引 起 岩 土 体 的 变 形 和 破 坏 的 现 象 。渗 透 变 形一般可分为流土、 管涌 、 接触冲刷和接触流土等。这些渗透变形可能在 地 基 渗 流 中单 独 出现 ， 也 可 能 以多 种 形 式 出 现 。
１ ． ２ 渗 透 稳 定 分 析
在 渗流的作用下， 是 否 产 生 渗 透 破 坏 主 要 取 决 于 覆 盖 层 的抗 渗 的 作 用和 强 度 ， 即渗 透 降坡 的标 准 — — 临界 坡 降 。覆 盖 层 的临 界 坡 降 ， 根据边
１ 覆 盖层渗 透情 况分 析
为了对覆 盖层 的渗透性进行分析 ， 应进行钻孔 压水的实验 。通过试 验确定覆盖层透水特性 。
２ 某涵闸工程管理优化对策
２ ． １ 积 极 完 善 涵 闸 管理 机 制
２ ． ４ 积 极 开 发 第 三 产 业
工程管 理单位 通过发展第三产业可 以增 加工程 单位 的活动经 费， 已 经成为工程管理单位开创工作 新局面 的重要环节与紧迫任务 。某涵闸管 某涵 闸区政府应该完 善涵 闸管理机制， 在汛前汛后编制涵 闸工程 除 在 保证涵 闸工程 生态 、 环 境、 资源 、 险加 固维修项 目， 及 时上报上 级水 务局、 水利厅 ， 以尽力争取 除险加固经 理所可 以借 鉴其他单位 的成功经验 ， 工 程 效 益 不 受 影 响 的前 提 下 ， 因地制宜 ， 充 分 利 用 水 土 资 费 。并尽快 组织涵 闸管理人 员对各涵 闸的启 闭设备擦洗上油、 维护保养， 安全不受破坏、 人力资源 以及技术设备的优势 ， 积极开发第三产业。譬如通过挖掘该 并对 各个 启闭机进行试运行 ， 确保完好无损 。另外 ， 所有涵 闸管理人员需 源 、 林、 牧、 渔、 商、 旅等 行业 的资源 ， 大力促进其 发展 ， 以实现“以 要 吃住都在 闸上 ， 以闸为家 ， 禁止擅 自离 岗。同时执行全天 ２ ４ ｈ轮流值班 地 区在 农、 以闸养 闸” 的功能 ， 从而增加某涵 闸工程管理人 员的收人 ， 提高 制度 ， 加 强对涵 闸工程 的检查与观测 ， 及时处理突发事故。一旦遇上那些 水养 水、 员工满意度 ， 最终促进某涵 闸工程管理水平的提高。 存 在 安全 隐 患 的 涵 闸 ， 需要及时维修加 固， 以保 证各 涵 闸 启 闭 灵 活 ， 安全 度过汛期 。 ３ 结 语 涵 闸工程技 术和管理 问题一 直是我 国水利工程 理论与 学术界研 究 ２ ． ２ 优化管理工作环境 探 讨 了 该 涵 闸工 程 发 展 现 状 涵 闸管 理人员工作环境 的好坏直接 反映 了涵 闸工程管 理水平 的高 探 讨 的 重 要 课 题 。本 文 以某 涵 闸工 程 为例 ， 主要体现在 工程设 施老化 、 管理环境落后 、 管 理水平 低 。某涵 闸管理所 应该 从以下几个方面优化管理人 员的工作环境 ： ① 保 及存在的管理问题， 水 毁 经 费 不 足 四个 方 面 。以此 为基 础 ， 本 文 有 针 对 性 地 提 出 了某 涵 持 整个闸区 的清 洁； ②保持 启闭机的灵活可靠 ； ③保持机 电设备完 好无 较 低 、 积极编制除 险加 固项 目、 优化管理工作环 损； ④保 持防雷设施 正常运行 。另外， 涵 闸管理所可 以通过参观考察标杆 闸工程管理的优化对策 。即是 ： 提高管理人员素质、 积 极 开 发 第 三 产 业 。优 化 涵 闸工 程 管 理 的 关 键 是 单位 ， 引入计算 机软件等科技手段 ， 提 出适合本地 区涵闸管理体系 ， 达到 境 、 建 立健全涵 闸工程 的管理制度 ， 只有形成规 范的管理制度 ， 才能 不断促 优 化 涵 闸 管 理 工 作 环 境 的 目的 。 进涵闸工程管理水平 的提高 。 ２ ． ３ 提高管理人员素质 涵闸工程能否正常 的运行 ，为该地区带来最大 的经济和社会 效益 ， 关 键 在 于 管 理 。 因为 ， 涵 闸管 理 做 得 好 ， 不 但 可 以保 证 涵 闸 正常 的运 行 、 降低发生事故发生率 ， 而且可 以提高涵闸的使用寿命， 降低 经济成 本。优 化涵 闸工程管理 的 一 ‘ 个重要环节就是提高涵闸管理人员的素质。具体而 言， 提高某涵 闸工程管理人 员的素质可 以从 以下几个方面 着手 ： ① 通过 各种方 式吸引高素质的年轻人到涵 闸管理 队伍 中来， 逐步淘汰那些年龄 大、 素质跟不上管理发展需要的人 员。 ② 加强对涵闸管理人员的培训 ， 提 高他们 的管理水平 ， 使他 们熟悉涵 闸工程各个部位 的结构和规 划、 了解 整个设 计意图项 目施 工情 况 、 工程进 展 以及存在 的问题 ， 掌握 和运用涵 闸检查观测与维修养护等关键技术 。 通过培训还可 以树立他们的风险意 识， 使他们做 到讯 前讯后定期对涵闸进行检查 ， 并全面及 时地 分析问题 ， 参考文献 『 １ １ 冯永军 ． 浅议宿 州市蛹 桥区 中小型 涵闸工程 管理 运用ｌ Ｊ １ ＿ 科 技创 新导
李 刚
（ 中国水 电顾 问集 团贵阳勘测设计研究院有限公司 贵州 贵阳 ５ ５ ０ ０ ８ １ ） 摘 要： 根据覆盖层工 程地质特性 、 水文地质环境 的特点 ， 通过 试验取 得数据 ， 通过相 关计算 方式 ， 对 覆盖层稳 定性进行 分析 。评
价不 同情 况下覆盖层稳 定性 问题 ， 得 出相关结论 ， 为覆盖层 的稳 定性处理提 出更好的意见和 建议 。 关键词 ： 覆盖层 ； 坝基 ； 稳定性 ； 分 析
根据坝基覆盖层 厚度 、 特征 、 物质成分和相关物理指标进行判定 。按 照水利 水 电工程 勘察 的规范 ， 土体 在地 下水渗 透力 （ 动水压 力） 的作用 下， 部分颗粒或整体发生移动 ， 引 起 岩 土 体 的 变 形 和 破 坏 的 现 象 。渗 透 变 形一般可分为流土、 管涌 、 接触冲刷和接触流土等。这些渗透变形可能在 地 基 渗 流 中单 独 出现 ， 也 可 能 以多 种 形 式 出 现 。
１ ． ２ 渗 透 稳 定 分 析
在 渗流的作用下， 是 否 产 生 渗 透 破 坏 主 要 取 决 于 覆 盖 层 的抗 渗 的 作 用和 强 度 ， 即渗 透 降坡 的标 准 — — 临界 坡 降 。覆 盖 层 的临 界 坡 降 ， 根据边
１ 覆 盖层渗 透情 况分 析
为了对覆 盖层 的渗透性进行分析 ， 应进行钻孔 压水的实验 。通过试 验确定覆盖层透水特性 。
２ 某涵闸工程管理优化对策
２ ． １ 积 极 完 善 涵 闸 管理 机 制
２ ． ４ 积 极 开 发 第 三 产 业
工程管 理单位 通过发展第三产业可 以增 加工程 单位 的活动经 费， 已 经成为工程管理单位开创工作 新局面 的重要环节与紧迫任务 。某涵闸管 某涵 闸区政府应该完 善涵 闸管理机制， 在汛前汛后编制涵 闸工程 除 在 保证涵 闸工程 生态 、 环 境、 资源 、 险加 固维修项 目， 及 时上报上 级水 务局、 水利厅 ， 以尽力争取 除险加固经 理所可 以借 鉴其他单位 的成功经验 ， 工 程 效 益 不 受 影 响 的前 提 下 ， 因地制宜 ， 充 分 利 用 水 土 资 费 。并尽快 组织涵 闸管理人 员对各涵 闸的启 闭设备擦洗上油、 维护保养， 安全不受破坏、 人力资源 以及技术设备的优势 ， 积极开发第三产业。譬如通过挖掘该 并对 各个 启闭机进行试运行 ， 确保完好无损 。另外 ， 所有涵 闸管理人员需 源 、 林、 牧、 渔、 商、 旅等 行业 的资源 ， 大力促进其 发展 ， 以实现“以 要 吃住都在 闸上 ， 以闸为家 ， 禁止擅 自离 岗。同时执行全天 ２ ４ ｈ轮流值班 地 区在 农、 以闸养 闸” 的功能 ， 从而增加某涵 闸工程管理人 员的收人 ， 提高 制度 ， 加 强对涵 闸工程 的检查与观测 ， 及时处理突发事故。一旦遇上那些 水养 水、 员工满意度 ， 最终促进某涵 闸工程管理水平的提高。 存 在 安全 隐 患 的 涵 闸 ， 需要及时维修加 固， 以保 证各 涵 闸 启 闭 灵 活 ， 安全 度过汛期 。 ３ 结 语 涵 闸工程技 术和管理 问题一 直是我 国水利工程 理论与 学术界研 究 ２ ． ２ 优化管理工作环境 探 讨 了 该 涵 闸工 程 发 展 现 状 涵 闸管 理人员工作环境 的好坏直接 反映 了涵 闸工程管 理水平 的高 探 讨 的 重 要 课 题 。本 文 以某 涵 闸工 程 为例 ， 主要体现在 工程设 施老化 、 管理环境落后 、 管 理水平 低 。某涵 闸管理所 应该 从以下几个方面优化管理人 员的工作环境 ： ① 保 及存在的管理问题， 水 毁 经 费 不 足 四个 方 面 。以此 为基 础 ， 本 文 有 针 对 性 地 提 出 了某 涵 持 整个闸区 的清 洁； ②保持 启闭机的灵活可靠 ； ③保持机 电设备完 好无 较 低 、 积极编制除 险加 固项 目、 优化管理工作环 损； ④保 持防雷设施 正常运行 。另外， 涵 闸管理所可 以通过参观考察标杆 闸工程管理的优化对策 。即是 ： 提高管理人员素质、 积 极 开 发 第 三 产 业 。优 化 涵 闸工 程 管 理 的 关 键 是 单位 ， 引入计算 机软件等科技手段 ， 提 出适合本地 区涵闸管理体系 ， 达到 境 、 建 立健全涵 闸工程 的管理制度 ， 只有形成规 范的管理制度 ， 才能 不断促 优 化 涵 闸 管 理 工 作 环 境 的 目的 。 进涵闸工程管理水平 的提高 。 ２ ． ３ 提高管理人员素质 涵闸工程能否正常 的运行 ，为该地区带来最大 的经济和社会 效益 ， 关 键 在 于 管 理 。 因为 ， 涵 闸管 理 做 得 好 ， 不 但 可 以保 证 涵 闸 正常 的运 行 、 降低发生事故发生率 ， 而且可 以提高涵闸的使用寿命， 降低 经济成 本。优 化涵 闸工程管理 的 一 ‘ 个重要环节就是提高涵闸管理人员的素质。具体而 言， 提高某涵 闸工程管理人 员的素质可 以从 以下几个方面 着手 ： ① 通过 各种方 式吸引高素质的年轻人到涵 闸管理 队伍 中来， 逐步淘汰那些年龄 大、 素质跟不上管理发展需要的人 员。 ② 加强对涵闸管理人员的培训 ， 提 高他们 的管理水平 ， 使他 们熟悉涵 闸工程各个部位 的结构和规 划、 了解 整个设 计意图项 目施 工情 况 、 工程进 展 以及存在 的问题 ， 掌握 和运用涵 闸检查观测与维修养护等关键技术 。 通过培训还可 以树立他们的风险意 识， 使他们做 到讯 前讯后定期对涵闸进行检查 ， 并全面及 时地 分析问题 ， 参考文献 『 １ １ 冯永军 ． 浅议宿 州市蛹 桥区 中小型 涵闸工程 管理 运用ｌ Ｊ １ ＿ 科 技创 新导
坝基(地基)稳定性问题的工程地质研究复习资料
坝基（地基）稳定性问题的工程地质研究复习资料1、土石坝：特点：①坝体是柔性的，由散粒体材料碾压堆筑而成，允许产生较大的变形，对地质条件要求低；②坝体断面和底宽均较大，对地基的压应力较小，抗滑稳定问题不突出；①对渗透稳定性要求高，防渗墙很重要；②坝顶不能溢流：a 对近坝库段稳定要求高：防止库区涌浪漫顶，b 对两岸地形要求高：i 高山峡谷：应选择弯曲河段，凸岸可布置洞群及建筑物；ii 丘陵：建筑物布置在两岸，选择合适的垭口布置溢洪道；iii 平原：建筑物布置在河岸。
总体上看，对坝基要求低，但应注意研究如下问题：①坝肩边坡较陡时，应注意坝体与地基岩体的接触问题；②当坝基分布有深厚砂砾石层时，应注意渗漏和渗透稳定；③当坝基分布有软土层时：承载力低，沉降大；厚度变化大时，不均匀沉降问题突出；④当坝基分布有黄土时，应注意湿陷性问题；⑤当坝基分布有疏松砂土及少粘性土（粘粒含量<15%）时，应注意液化问题（静力和动力）；⑥当坝基分布有岩溶时，应注意渗漏和塌陷问题；⑦当坝基分布有断层破碎带以及强透水带或泥化夹层时，应注意渗透变形、抗滑稳定问题；⑧应注意含有可溶岩类的岩土体；⑨透水坝基下游坝趾处分布有连续的、透水性较差的覆盖层时，应注意扬压力和流土问题；⑩需有丰富的、满足质量要求的天然建材。
2、重力坝特点：①坝体刚度大，坝基不允许产生较大的不均匀变形，对地质条件要求高；②坝体断面和底宽相对较大，压应力也较大，所以对坝基的承载力和抗滑稳定要求均较高；③坝顶可布置泄洪建筑物，坝内可布置发电、泄洪建筑，所以对两岸可无布置洞群的要求，对地形适应性好；④以自身重量维持稳定。
要求：①具有足够的抗滑稳定性，能满足抗滑稳定的要求；②具有足够的承载力和刚度，且要求具有较好的均匀性和完整性；③坝基、坝肩具有良好的抗渗性和渗透稳定性，不产生大量渗漏和过大的扬压力；④峡谷区近坝库段和坝肩稳定性好；⑤采取坝顶泄水方案时，坝下游河床具有较好的抗冲刷能力；⑥坝址区附近应有足够的、符合质量要求的混凝土骨料或石料。
重力坝的稳定性分析
优点：概念清楚，计算简便，任何规模的工程 均可采用；
缺点：丌能考虑岩体受力后所产生变形的影响， 极限状态不允许工作状态也有较大出入。
7.2 重力坝的稳定性分析
7.2.2 重力坝的稳定分析
有限单元法
可计算地基受力后的应力场 和位移场，并可模拟地基中软弱 结构面局部化效应及多场耦合作 用效应等，研究地基破坏发展全 过程。
根据重力坝设计规范的相关规定，承载能力极限状态： 坝体断面、结构及坝基岩体进行强度（应力）和抗滑稳定 性计算，必要时进行抗浮、抗倾验算；对需抗震设防的坝 及结构，尚需按抗震设计规范进行抗震验算。
稳定问题的类型：
抗滑稳定：坝体沿抗剪能力丌足的薄弱面产生滑动； 抗浮稳定：坝体在上、下游水荷载作用下，产生向上 浮起破坏形式； 抗倾稳定：上游坝踵以下岩体受拉产生斜裂缝及坝趾 以下岩体受压发生压碎而产生倾倒滑移破坏形式。
优点：可以考虑复杂地基的 局部化效应及材料的非线性本构 关系，模拟地基及坝体变形不破 坏的全过程等；
缺点：对有限元计算结果应 用及稳定判据的应用上尚需进一
7.2 重力坝的稳定性分析
7.2.2 重力坝的稳定分析
地质力等荷载，能形象地显示滑移破 坏的过程。
7.2 重力坝的稳定性分析
7.2.1 重力坝的工作原理
岩基上重力坝的基本剖面呈三角形，上游面通常是垂 直的或稍倾向上游的三角形断面。
工作原理：主要依靠坝体重量，在坝体和地基的接触 面上产生抗滑力来抵抗库水的推力，以达到稳定的要求。
Q
P
H
G
U
7.2 重力坝的稳定性分析
7.2.2 重力坝的稳定分析
稳定问题的提出：
优点：直观模拟坝体不地基 体系中的主要影响因素及变形不 破坏全过程；
缺点：丌能考虑岩体受力后所产生变形的影响， 极限状态不允许工作状态也有较大出入。
7.2 重力坝的稳定性分析
7.2.2 重力坝的稳定分析
有限单元法
可计算地基受力后的应力场 和位移场，并可模拟地基中软弱 结构面局部化效应及多场耦合作 用效应等，研究地基破坏发展全 过程。
根据重力坝设计规范的相关规定，承载能力极限状态： 坝体断面、结构及坝基岩体进行强度（应力）和抗滑稳定 性计算，必要时进行抗浮、抗倾验算；对需抗震设防的坝 及结构，尚需按抗震设计规范进行抗震验算。
稳定问题的类型：
抗滑稳定：坝体沿抗剪能力丌足的薄弱面产生滑动； 抗浮稳定：坝体在上、下游水荷载作用下，产生向上 浮起破坏形式； 抗倾稳定：上游坝踵以下岩体受拉产生斜裂缝及坝趾 以下岩体受压发生压碎而产生倾倒滑移破坏形式。
优点：可以考虑复杂地基的 局部化效应及材料的非线性本构 关系，模拟地基及坝体变形不破 坏的全过程等；
缺点：对有限元计算结果应 用及稳定判据的应用上尚需进一
7.2 重力坝的稳定性分析
7.2.2 重力坝的稳定分析
地质力等荷载，能形象地显示滑移破 坏的过程。
7.2 重力坝的稳定性分析
7.2.1 重力坝的工作原理
岩基上重力坝的基本剖面呈三角形，上游面通常是垂 直的或稍倾向上游的三角形断面。
工作原理：主要依靠坝体重量，在坝体和地基的接触 面上产生抗滑力来抵抗库水的推力，以达到稳定的要求。
Q
P
H
G
U
7.2 重力坝的稳定性分析
7.2.2 重力坝的稳定分析
稳定问题的提出：
优点：直观模拟坝体不地基 体系中的主要影响因素及变形不 破坏全过程；
《重力坝稳定分析》课件
重力坝失稳的后果
洪水泛滥：可能导致下游地区洪 水泛滥，造成人员伤亡和财产损 失
经济影响：可能导致下游地区经 济活动受到严重影响，影响当添加标题
生态破坏：可能导致下游生态环 境破坏，影响生物多样性和生态 系统平衡
社会影响：可能导致下游地区社 会稳定受到威胁，影响社会和谐 与稳定
01
提高重力坝稳定性的措施
优化坝体结构设计
优化坝体形状：采用流线型 设计，降低水流阻力
采用高强度混凝土：提高坝 体强度，降低变形
增加坝体厚度：提高坝体稳 定性，降低变形风险
采用预应力技术：提高坝体 抗拉强度，降低变形风险
加强材料强度和稳定性
选用高强度混凝土：提高混凝土 的抗压强度和抗拉强度
采用预应力混凝土：通过预应力 钢筋提高混凝土的抗拉强度和抗 剪强度
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
扬压力：水流通过重力坝时产生 的压力，影响坝体的稳定性
库水压力和扬压力的变化：库水 压力和扬压力的变化会影响坝体 的稳定性，需要及时监测和调整
温度变化和冰压力
温度变化：温度变化会 导致坝体材料性能变化， 影响坝体稳定性
冰压力：冰压力会导致 坝体受力不均，影响坝 体稳定性
公司
重力坝稳定分析
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汇报人：
目录
单击添加目录项标题
01
重力坝的稳定性概述
02
重力坝稳定分析的方法
03
影响重力坝稳定的因素
04
重力坝稳定分析的实践应用
05
提高重力坝稳定性的措施
06
01
添加章节标题
01
重力坝的稳定性概述
重力坝的工作原理
重力坝的稳定性主要取决于 坝体的自重和地基的承载力
第8章边坡地震稳定分析
圆弧滑面边坡稳定性
非圆弧滑面边坡稳定性
Sweden条分法 Bishop条分法 不平衡推力法 通用条分法
边坡稳定性 程序编制
多点、多向地震动作用边坡稳定性影响因素研究
几何参数 土性参数 地震动参数 双层边坡 不同滑面
不同地震动输 入边坡稳定性
双江口土石坝坝坡稳定性研究
研究内容
1. 引入多点、多向地震荷载
aHi (t) aVi (t)
B
aVi-1 aHi
aVj aHj
n
…..
A
aHi-1 aVi
j+1 j
1 23
i-1 i
......
kHi (t)＝iaHi (t) / g
QHi＝kHi (t)Wi
kVi (t)＝iaVi (t) / g
QVi＝kVi (t)Wi
研究内容
2. 圆弧滑面多点、多向地震边坡稳定分析
Donald
1.39 1.00
\
陈祖煜
1.385 1.007
\
本文
Sweden法 Bishop法
1.160
1.405
0.921
1.017
0.954
1.034
研究内容
3. 非圆弧滑面多点、多向地震边坡稳定分析 不平衡推力法
Pi-1 QHi
QVi
Wi
Pi
θi
Ti
Ni
切线平衡 Ti Pi Pi1 cos(i1 i ) Wi sini QHi cosi QVi sini 0 法线平衡 Ni uili Wi cosi Pi1 sin(i1 i ) QHi sini QVi cosi 0
y+dy yt+dyt
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。
土力学第8章土坡稳定性
渗流方向为顺坡时，渗透力合力为D：
D JAw wiAw O
•土坡的安全系数为： R
K
1 mi
[cb
(Wi
uib)
tan ]
Wi
sin i
r R
D
C
BA W
gD
Page7.swf
第四节 地基的稳定性分析
一、基础连同地基一起滑动
O
K M R 1.2
要求Fs ≥1.1～1.5。
由此可得如下结论：
当α＝φ时， Fs＝1，土坡处于极限稳定 状态，此时的坡角α为自然休止角；
无粘性土坡的稳定性与坡高无关，仅取
决于坡角α，当α＜φ时， Fs＞1，土坡
稳定。 二、有渗流作用的无粘性土坡
有渗流作用的无粘性土坡，因受到渗透 水流的作用，滑动力加大，抗滑力减小。
Fs i1
n
Wi sini
i 1
毕肖甫条分法详见P215～218。 最危险滑动面的确定方法详见P218～219。
五、图表法（稳定数法）
1、稳定数Ns
式中：
Ns
c
H
c－土的粘聚力（kPa）；
γ－土的重度（kN/m3）；
H－土坡的高度（m）。
2、内摩擦角、稳定数与坡角的关系 曲线（图8－15）。
渗流方向为顺坡时，渗透力为：J i w
•对水下的单元土体，W＝γ′，故土坡的
安全系数为： R cos tan
Fs T J ( w ) sin
JR
tan sat tan
T
N
αw
上式说明，渗流方向为顺坡时，无粘性 土坡的稳定系数与干坡相比，将降低 γ′/γsat倍，大约
土质学与土力学第8章土坡稳定性分析
8.2 无黏性土土坡稳定性分析
如图8-3所示的均质无黏性土简单土坡,已知土坡高度为H, 坡角为β,土的重度为γ,土的抗剪强度为τf=σtanφ。若假定 滑动面是通过坡脚A的平面AC,AC的倾角为α,则可计算滑 动土体ABC沿AC面上滑动的稳定安全系数K。
沿土坡长度方向截取单位长度土坡,作为平面应变问题分析。 已知滑动土体ABC的重力W为
【导读】当土坡内潜在滑动面上的剪应力超过土的抗剪强 度时,土坡中的部分土体就会沿着滑动面发生滑动。滑坡常 常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失,有的甚至 是毁灭性的灾难。如,2000年4月9日,西藏波密易贡高速公 路 发 生 的 特 大 山 体 滑 坡 , 垂 直 落 差 达 3300m, 滑 程 约 8500m,最大速度达44m/s,滑坡体截断了易贡藏布河,
建筑边坡(Building Slope):是指在建筑场地或其周边的对 建筑物有影响的自然边坡,或由于土方开挖、填筑形成的人 工边坡。
8.1 概述
土坡滑动失稳的原因一般有以下两类情况:
1)外界力的作用破坏了土体内原来的应力平衡状态。如,基 坑的开挖、路堤的填筑、土坡顶面上作用外荷载、土体内 水的渗流、地震力的作用等都会破坏土体内原有的应力平 衡状态,导致土坡坍塌。
由于土的抗剪强度τf沿滑动面AD上的分布不均匀,因此直接 按式(8-5)计算的土坡稳定安全系数有一定的误差。
8.3 黏性土土坡稳定性分析
8.3.1 土坡圆弧滑动面的整体稳定性分析 2 摩擦圆法 摩擦圆法由泰勒提出,他认为如图8-7所示滑动面AD上的抵 抗力包括土的摩阻力及黏聚力两部分,它们的合力分别为F 及C。
8.3 黏性土土坡稳定性分析
均质黏性土的土坡失稳破坏时,其滑动面常常是一曲面,通 常近似地假定为圆弧滑动面。圆弧滑动面的形式一般有三 种。 1)圆弧滑动面通过坡脚B点,如图8-5a所示,称为坡脚圆。 2)圆弧滑动面通过坡面E点,如图8-5b所示,称为坡面圆。 3)圆弧滑动面发生在坡脚以外的A点,如图8-5c所示,称为 中点圆。
土力学_第8章(土坡稳定性分析)
18
3
粘性土土坡的稳定性分析
瑞典（彼得森，K.E. Petterson, 1915年提出的） 瑞典圆弧法
滑动面
(a) 实际滑坡体
(b)假设滑动面是圆弧面
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基本思想：
整体圆弧滑动。 稳定系数定义为：
f Fs
滑移面
也可定义为抗滑力矩与滑动力矩之比：
Fs
Mf Ms
f LAC R
1
i
Fs
m
[ci'bi (Wi ui bi ) tan ' ]
W sin
i
i
mi cos i (1
tani tan i ) Fs
பைடு நூலகம்27
考虑地震作用力后的计算公式：
Fs
c' bi bi (hi w hiw ) tan ' i 1 cos i (sin i tan ' ) / Fs
Ni Wi cosi P i 1 i ) 0 i 1 sin(
P i i 1 ) Tfi 0 i Wi sin i P i 1 cos(
li ci' ( N i ui li ) tan ' T fi Fs
由上面三个计算式，消去Ni、Tfi得到满足力极限平衡得方程为： 1 Pi Wi sin i [li ci' (Wi cos i ui li ) tan 'i ] Pi 1 i Fs Pi—剩余下滑力； i —传递系数。 tani ' sin( i 1 i ) i cos( i 1 i ) Fs
W x T
i i
fi
重力坝地基抗滑稳定性分析
１ 重 力 坝 的 结 构 特 征 与 工 作 特 点 １１ 结 构 特 征 ．
摩 擦 力产 生 ， 动 面 以上 坝体 的 全部 荷 载对 滑 动面 的切 向 滑
分 量是 导致坝 体 失稳 的滑动 力 。 剪断 强度 ： 为坝体 混 凝 抗 认
土 与基 岩 之 间是接 触 良好 的胶 结面 ， 当胶 结面 处 材 料发 仅 生 剪切 、 裂 、 断 屈服 等形 式破 坏时 ， 才可形成 滑 动通 道 ， 导致 坝体 滑动 失稳 。 因此 ， 结面 上 的抗 滑力 由抗 剪断摩 擦 力和 胶 凝聚 力共 同构成 。 早期 重力坝 ３０的允 许安全 系数 是建 立在 ． 节理 岩体 的抗 剪断 强度 指标 基础 上 的 。 一 指标 中包含 了 这
度 比 基 岩低 ， 这就 构 成 了大 坝 沿该 软 弱结 构面 滑 动 的特 定 通道 。 由于软 弱结 构面 通常 是 多层或 多条组 合 ， 以滑裂 通 所
工程分 ２期施 工 ， 可利 用坝体 导流 。 需另设 隧洞 。 不 （ ） 构 作用 明 确 。 ４结 由于横 缝将 重 力坝 分成 若 干坝 段 ，
度． 对研 究 重力坝地 基稳 定性 有十分 重要 的意 义。 关 键 词 重 力 坝 ； 基 ； 滑 稳 定 分 析 地 抗 中图分 类号 Ｔ ６ ２３ Ｖ４． 文献 标识 码 Ａ 文章 编号
１０ — ７ ９ ２ １ ） ４ ０ ５ — ２ ０ ７ ５ ３ （０ ０ ２ — ２ ５ ０
成 非溢流 的 ， 可做成 溢流和 坝身 设有 泄水孔 的。 也
１ ． 工 作 特 点 ２
极大 的凝 聚 力 ， 面 一定 不是 由 １０ 滑 ０ ％连 通 的结 构 面 构 成
的 。 果将 抗 剪 断 （ 摩 ） 式 应 用到 层面 、 弱夹 层 、 层 如 剪 公 软 断 这一 类 连通 率 为 １０ ０ ％的结 构 面上 ， 力较 低 的结 构面 ， 聚 仍 然 按 ３０的允许安 全 系数要求 ， 可能导 致在 复核深 层抗 滑 ． 就