第五章-坝基稳定性复习过程

1、主要(zhyo)内容：v第一节第一节 概述概述v第二节第二节 坝型对地质地形坝型对地质地形(dxng)条件条件的要求的要求v第三节第三节 坝基岩体的抗滑稳定性坝基岩体的抗滑稳定性v第四节第四节 坝基岩体质量分类坝基岩体质量分类v第五节第五节 坝基渗透与渗漏稳定性坝基渗透与渗漏稳定性v第六节第六节 坝基处理坝基处理第一页，共57页。第一节 概述(i sh) 一个河段筑坝的可能性，除根据国民经济的需要外，还要看当地的一个河段筑坝的可能性，除根据国民经济的需要外，还要看当地的自然条件是否有这种可能性。在坝址坝型选择中，主要应根据坝址区的地自然条件是否有这种可能性。在坝址坝型选择中，主要应根据坝址区的

2、地形地质，材料供应形地质，材料供应(主要是天然建筑材料主要是天然建筑材料)，枢纽布置，枢纽布置(bzh)，水文、施工，水文、施工和运行条件，通过详细的技术经济比较论证后选定。但是必须指出，在这和运行条件，通过详细的技术经济比较论证后选定。但是必须指出，在这些条件中，工程地质条件是一个十分重要的方面。些条件中，工程地质条件是一个十分重要的方面。 水利水电建设的实践表明，工程地质条件不仅影响到坝址、坝型的选择，水利水电建设的实践表明，工程地质条件不仅影响到坝址、坝型的选择，而且关系到工程的投资、施工工期、工程效益和工程安全。对世界而且关系到工程的投资、施工工期、工程效益和工程安全。对世界142座座

3、大坝失事的分析，其中大坝失事的分析，其中45座是由于地基管涌、渗漏、不均匀变形、抗剪座是由于地基管涌、渗漏、不均匀变形、抗剪强度低等地质问题造成的，占溃坝强度低等地质问题造成的，占溃坝 总数的总数的317。 例如，例如，665m高的法国马尔帕塞双曲薄拱坝于高的法国马尔帕塞双曲薄拱坝于1959年年12月突然崩溃，月突然崩溃，下泄洪水造成下泄洪水造成325人死亡，主要原因是左岸坝肩的片麻岩体中存在许多裂人死亡，主要原因是左岸坝肩的片麻岩体中存在许多裂隙、节理、断层等软弱结构面，沿断层面传递的高孔隙水压力又没有消除，隙、节理、断层等软弱结构面，沿断层面传递的高孔隙水压力又没有消除，巨大的楔形岩体沿软

4、弱结构面滑动而导致拱坝溃毁。巨大的楔形岩体沿软弱结构面滑动而导致拱坝溃毁。第二页，共57页。 坝基稳定性的工程地质研究，主要解决三大问题：坝基稳定性的工程地质研究，主要解决三大问题： 坝基在承受荷载作用下不会发生滑动失稳；坝基在承受荷载作用下不会发生滑动失稳； 坝基各部位的应力及变形值要在许可范围内，避免坝基各部位的应力及变形值要在许可范围内，避免产生过大的局部应力集中和严重的不均匀变形，以免影响产生过大的局部应力集中和严重的不均匀变形，以免影响大坝的安全和正常运行，大坝的安全和正常运行， 坝基在渗流水的长期作用下，保持力学上和化学上坝基在渗流水的长期作用下，保持力学上和化学上的稳定，渗漏量和

5、渗透压力都应控制在允许范围内。的稳定，渗漏量和渗透压力都应控制在允许范围内。 我国近年来开展了以下的研究：我国近年来开展了以下的研究： 加强了坝基工程岩体的基本性质和基础理论研究。加强了坝基工程岩体的基本性质和基础理论研究。 不断改进坝基勘探不断改进坝基勘探(kntn)(kntn)、测试技术，开发引、测试技术，开发引进新的分析计算方法。进新的分析计算方法。 发展工程岩体监测技术，通过工程实践经验的总结发展工程岩体监测技术，通过工程实践经验的总结和监测成果的反分析，提高了对坝基工程岩体特性的认识和监测成果的反分析，提高了对坝基工程岩体特性的认识和判断能力。和判断能力。 开展了建基面的优选和可利用

6、岩体的研究，基于技开展了建基面的优选和可利用岩体的研究，基于技术和经济的原因，使坝基面向浅嵌方向发展。术和经济的原因，使坝基面向浅嵌方向发展。 第三页，共57页。第二节 各种( zhn)坝型对地质地形条件的要求 1 1、土石坝对地质地形条件的要求、土石坝对地质地形条件的要求 土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过经过 抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。当坝体材抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、料以土和砂砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材

7、料均占相当比例时，称土石混合坝。均占相当比例时，称土石混合坝。 土石坝对地质地形条件要求低，从岩石地土石坝对地质地形条件要求低，从岩石地基到土质地基，都可修建土石坝。岩石地基对基到土质地基，都可修建土石坝。岩石地基对任何坝型一般都适应。但对于强烈喀斯特岩体、任何坝型一般都适应。但对于强烈喀斯特岩体、大的断层破碎带、强透水或抗剪强度低的软弱大的断层破碎带、强透水或抗剪强度低的软弱夹层、泥化夹层的岩体、基岩面起伏太大的岩夹层、泥化夹层的岩体、基岩面起伏太大的岩体，宜避开或加强处理。土质地体，宜避开或加强处理。土质地 基，程度不同的会存在沉陷基，程度不同的会存在沉陷(chnxin)(chnxin)、

8、变、变形、滑动、渗漏和渗透变形、振动液化等问题。形、滑动、渗漏和渗透变形、振动液化等问题。 第四页，共57页。 土石坝适应于各类地形条件。土石坝适应于各类地形条件。 高山高山(o shn)深谷地形：河谷窄，山坡陡峻，山脊高，坝轴线短，如把土石坝布置在深谷地形：河谷窄，山坡陡峻，山脊高，坝轴线短，如把土石坝布置在顺直河段，则引水洞、泄洪洞要拐弯，洞线长，溢洪道开挖边坡高，工程量大，而且溢顺直河段，则引水洞、泄洪洞要拐弯，洞线长，溢洪道开挖边坡高，工程量大，而且溢洪道紧接土石坝，施工干扰大。应选择弯曲河段，把坝布置在弯道上，则凸岸布置引水洪道紧接土石坝，施工干扰大。应选择弯曲河段，把坝布置在弯道上

9、，则凸岸布置引水洞、泄洪洞、溢洪道，可大大缩短长度，减少工程量；但如凸岸山梁单薄，便应对山梁洞、泄洪洞、溢洪道，可大大缩短长度，减少工程量；但如凸岸山梁单薄，便应对山梁的边坡稳定、渗透稳定、挡水后的抗滑稳定作计算论证。的边坡稳定、渗透稳定、挡水后的抗滑稳定作计算论证。 丘陵地形：河谷宽，山坡平缓，枢纽布置条件好，建筑物可在坝的两端布置互不干扰，丘陵地形：河谷宽，山坡平缓，枢纽布置条件好，建筑物可在坝的两端布置互不干扰，布置溢洪道最好利用有垭口的地形。平原地形，一般河道顺直，无弯道可利用，常采用布置溢洪道最好利用有垭口的地形。平原地形，一般河道顺直，无弯道可利用，常采用河岸式布置。河岸式布置。第

10、五页，共57页。2、重力坝对地质地形(dxng)条件的要求v 重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基本剖面本剖面(pumin)是直角三角形，整体是由若干坝段组成。是直角三角形，整体是由若干坝段组成。v 重力坝主要依靠坝身自重与地基间产生足够大的摩阻力来重力坝主要依靠坝身自重与地基间产生足够大的摩阻力来保持稳定，故重力坝对地基要求比土石坝高，一般修建保持稳定，故重力坝对地基要求比土石坝高，一般修建 在基在基岩上。低坝也可修在较好的土质地基上。重力坝对地质地形岩上。低坝也可修在较好的土质地基上。重力坝对地质地形条件的要求主要有：条件的要求主

11、要有：第六页，共57页。v具有足够的抗滑能力，满足具有足够的抗滑能力，满足(mnz)(mnz)抗滑稳定的要求；抗滑稳定的要求；v坝基应有足够的饿抗压强度和与坝体混凝土相适坝基应有足够的饿抗压强度和与坝体混凝土相适 v 应的弹性模量，有较好的均匀性和完整性；应的弹性模量，有较好的均匀性和完整性；v坝基、坝肩应具有良好的抗渗性；坝基、坝肩应具有良好的抗渗性；v两岸山体必须稳定，没有难处理的滑坡体和和潜在的不稳定滑两岸山体必须稳定，没有难处理的滑坡体和和潜在的不稳定滑移体；移体；v下游河床岩体应具有对高速水流抗冲能力；下游河床岩体应具有对高速水流抗冲能力；v坝区附近有足够的、合乎要求的混凝土骨料。坝

12、区附近有足够的、合乎要求的混凝土骨料。第七页，共57页。3、拱坝(n b)对地质地形条件的要求v 拱坝平面上呈拱形并在结构上起拱的作用的坝。拱坝的水平剖面由曲线形拱坝平面上呈拱形并在结构上起拱的作用的坝。拱坝的水平剖面由曲线形拱构成，两端支承在两岸基岩上。竖直剖面呈悬臂梁形式，底部座落在河床或拱构成，两端支承在两岸基岩上。竖直剖面呈悬臂梁形式，底部座落在河床或两岸基岩上。拱坝一般依靠拱的作用，即利用两端拱座的两岸基岩上。拱坝一般依靠拱的作用，即利用两端拱座的v 反力，同时还依靠自重维持反力，同时还依靠自重维持(wich)(wich)坝体的稳定。坝体的稳定。 第八页，共57页。v拱坝地质地形条件

13、的要求：拱坝地质地形条件的要求：v两岸地形完整性和岩体稳定性要求高，要求两岸拱座岩两岸地形完整性和岩体稳定性要求高，要求两岸拱座岩体稳定，包括拱座的抗滑稳定、变形稳定和渗透稳定。体稳定，包括拱座的抗滑稳定、变形稳定和渗透稳定。两端拱座岩体应新鲜、完整，强度高而均匀，透水性小，两端拱座岩体应新鲜、完整，强度高而均匀，透水性小，耐风化、无较大断层，拱座山体耐风化、无较大断层，拱座山体(shn t)(shn t)厚实稳定，厚实稳定，不致因变形或滑动而使坝体失稳。滑坡体、强风化岩体、不致因变形或滑动而使坝体失稳。滑坡体、强风化岩体、具软弱夹层的、易产生塑性变形和滑动的岩体均不宜作具软弱夹层的、易产生塑

14、性变形和滑动的岩体均不宜作为拱坝两端的拱座。为拱坝两端的拱座。第九页，共57页。4、支墩坝对地质(dzh)地形条件的要求v支墩坝：由一系列支墩和斜倚于其上的面板支墩坝：由一系列支墩和斜倚于其上的面板(min bn)组成的坝。组成的坝。面板面板(min bn)直接承受上游水压力和泥沙压力等荷载，通过支墩直接承受上游水压力和泥沙压力等荷载，通过支墩将荷载传给地基。将荷载传给地基。 第十页，共57页。v支墩坝对地质地形条件的适应性比较强，但支墩坝对地质地形条件的适应性比较强，但要注意相邻支墩产生过大的不均匀沉降。要注意相邻支墩产生过大的不均匀沉降。v支墩坝坝轴线方向性差，侧向支墩坝坝轴线方向性差，侧

15、向(c xin)稳定稳定性差，抗震能力低，抵抗坝肩岩体侧向性差，抗震能力低，抵抗坝肩岩体侧向(c xin)变形能力低。变形能力低。第十一页，共57页。第三节 坝基(b j)岩体的抗滑稳定性1 1、坝基滑破坏的类型、坝基滑破坏的类型 坝基抗滑稳定性指坝基岩体在建坝后的各种工程荷载作用坝基抗滑稳定性指坝基岩体在建坝后的各种工程荷载作用下，抵抗发生剪切破坏的性能。坝基抗滑稳定性问题是重力坝下，抵抗发生剪切破坏的性能。坝基抗滑稳定性问题是重力坝设计和勘察的主要课题，本文主要讲解重力坝坝基稳定性研究。设计和勘察的主要课题，本文主要讲解重力坝坝基稳定性研究。重力坝是依靠自身重量在某一可能滑移面上重力坝是依

16、靠自身重量在某一可能滑移面上(min shn)(min shn)所产所产生的生的 摩擦阻力或称抗滑力保持稳定。摩擦阻力或称抗滑力保持稳定。 重力坝的滑动破坏有三种类型：重力坝的滑动破坏有三种类型：第十二页，共57页。 （1）表面滑动 表面滑动是沿混凝土基础与基岩接触面发生的剪切滑动。主要发生在坝基岩体的强度远大于坝体混凝土强度，且岩体完整、无控制滑移的软弱结构面的条件下。此时，混凝土基础与基岩接触面的摩擦系数值，是控制重力坝设计的主要指标。坝体必须具有足够(zgu)的重量，以便使接触面上的摩擦阻力大于作用在坝体上的总水平推力。 接触面的摩擦系数通常是根据现场剪切试验资料，考感到坝区的工程地质、

17、水文地质条件的特点，并参照国内外已建的类似工程的经验数据确定的。第十三页，共57页。 （2）浅层滑动 当坝基表层岩体的抗剪强度低于坝体混凝土时，剪切破坏往往(wngwng)发生在浅部岩体之内，造成浅层滑动。第十四页，共57页。 1）坝基岩体的岩性软弱，岩石本身的抗剪强度低于坝体混凝土与基岩的接触面故在库水推力作用下，易于沿表层岩体的内部发生(fshng)剪切破坏。坝基(b j)浅层滑动示意图第十五页，共57页。 3)是碎裂结构岩休组成的坝基 碎裂结构岩休组成的坝基在坝体推力作用下发生的剪动滑移(hu y)破坏。第十六页，共57页。 （3）深层滑动 在工程应力条件(tiojin)下岩体的深层滑动

18、主要是沿已有的软弱结构面发生。因此只有当地基岩体内存在有软弱结构面，且按一定组合能构成危险滑移体时，才有发生深层滑动的可能。 第十七页，共57页。2、坝基(b j)岩体滑动边界条件 坝基岩体表层坝基岩体表层(biocng)滑动边界条件滑动边界条件比较简单，主要取决于坝体混凝土与基岩接比较简单，主要取决于坝体混凝土与基岩接触面的抗剪强度。浅层滑动近似一平面，抗触面的抗剪强度。浅层滑动近似一平面，抗滑稳定性取决于浅部岩体的抗剪强度。坝基滑稳定性取决于浅部岩体的抗剪强度。坝基的深层滑动比较复杂，它必须有滑动面、切的深层滑动比较复杂，它必须有滑动面、切割面和临空面，下面着重讨论。割面和临空面，下面着重

19、讨论。第十八页，共57页。岩体滑动边界条件的构成岩体滑动边界条件的构成 坝基岩体的深层滑动，是因为坝基岩体的深层滑动，是因为坝基下岩体四周为结构面所切割，坝基下岩体四周为结构面所切割，形成可能滑动的滑动体。且该滑动形成可能滑动的滑动体。且该滑动体由可能成为滑动面的软弱结构面，体由可能成为滑动面的软弱结构面，和与四周岩体分离的切割面，以及和与四周岩体分离的切割面，以及具有自由空间的临空面构成。滑动具有自由空间的临空面构成。滑动面、切割面、临空面构成了坝基岩面、切割面、临空面构成了坝基岩体滑动的边界条件，它们可以组成体滑动的边界条件，它们可以组成(z chn(z chn) )各种形状，构成可能各种

20、形状，构成可能产生滑动的结构体（滑移体），一产生滑动的结构体（滑移体），一般常见的滑移体形状有：楔形体、般常见的滑移体形状有：楔形体、棱形体、锥形体、板状体四类棱形体、锥形体、板状体四类 。 第十九页，共57页。水平水平(shupng)临空面临空面陡立陡立(dul)临空面临空面第二十页，共57页。 坝基(b j)岩体常见的滑动边界条件平缓层状岩体平缓层状岩体 层面倾角平缓，破裂构造陡立切割，工程层面倾角平缓，破裂构造陡立切割，工程(gngchng)(gngchng)组成楔形体、方块体等形态，平放在组成楔形体、方块体等形态，平放在坝基之下。坝基之下。倾斜层状岩体倾斜层状岩体 岩层倾角岩层倾角30

21、30。 60 60。范围内。岩层受一定构造。范围内。岩层受一定构造变动，各种力学成因的结构面均可能出现，各种结变动，各种力学成因的结构面均可能出现，各种结构面倾角较大。滑移体常为楔形或棱柱形。稳定条构面倾角较大。滑移体常为楔形或棱柱形。稳定条件相对良好。件相对良好。陡倾斜或倒转层状岩体陡倾斜或倒转层状岩体块状岩体块状岩体第二十一页，共57页。3、影响坝基(b j)抗滑稳定性的因素、工程作用力：、工程作用力：坝体自重坝体自重 体积与材料的乘积，混凝土重度一般用体积与材料的乘积，混凝土重度一般用24kN/m3 ，砌石重度取，砌石重度取23kN/m3 。坝上永久设。坝上永久设备重量也应计入。备重量也

22、应计入。水压力水压力(yl)扬压力扬压力(yl)：包括浮托力（：包括浮托力（ ）和渗透压力）和渗透压力(yl)（ ）：）：、坝基内无防渗排水设施或这些设施失效时，扬、坝基内无防渗排水设施或这些设施失效时，扬压力压力(yl)按下式计算：按下式计算：2112wpH1u2u212wwuLHLH第二十二页，共57页。 式中式中: L: L为坝基地宽为坝基地宽; ; H2 H2为下游水深；为下游水深； H H为坝上下游水位差。为坝上下游水位差。、坝基内设有防水帷幕和排水孔，对于实体重力坝，扬压力按下式计算：、坝基内设有防水帷幕和排水孔，对于实体重力坝，扬压力按下式计算： 式中：式中：d d为上游坝踵至为

23、上游坝踵至(zhn(zhn zh) zh)排水幕距离；排水幕距离； 为扬压力折减系数，河床段取为扬压力折减系数，河床段取0.20.20.30.3，岸坡，岸坡 坝段采用坝段采用0.3 0.3 0.40.4。淤砂压力淤砂压力地震力地震力波浪压力和冰压力波浪压力和冰压力21()2wwuLHH dL第二十三页，共57页。、岩体抗滑力考虑因素、岩体抗滑力考虑因素 滑动滑动(hudng)面的阻滑作用面的阻滑作用 侧向切割面得阻滑作用侧向切割面得阻滑作用 尾岩抗立体的阻滑作用尾岩抗立体的阻滑作用第二十四页，共57页。4、坝基(b j)岩体抗滑稳定性计算(极限平衡法)1 1、表层滑动稳定性计算、表层滑动稳定性

24、计算 式中：式中：V-V-由坝体传至岩基表面的由坝体传至岩基表面的 总垂直总垂直(chuzh)(chuzh)荷载；荷载；H-H-坝体承载的总水平荷载；坝体承载的总水平荷载；u-u-坝底扬压力；坝底扬压力；f-f-坝体混凝土与岩基接触面上的摩擦系数；坝体混凝土与岩基接触面上的摩擦系数； C-C-坝体与岩基接触面上的凝聚力坝体与岩基接触面上的凝聚力(MPa)(MPa)；b-b-坝底宽度坝底宽度(m)(m)；Fs -Fs -表层滑动抗滑安全系数，取表层滑动抗滑安全系数，取2.53.02.53.0，甚至更大。，甚至更大。第二十五页，共57页。 对中小型工程中的中、低坝，若无条件进行试验时，也允对中小型

25、工程中的中、低坝，若无条件进行试验时，也允许按纯抗剪公式许按纯抗剪公式(gngsh)计算：计算：荷 载 组 合 坝 的 级 别 123基 本 组 合1.101.051.05特殊组合(1)1.051.001.00特殊组合(2)1.001.001.00不同情况(qngkung)下Fs的大小要求不同，如下表注：表中基本组合是指正常水位下的各种荷载组合；特殊组合(1)是在校核洪水位情况下的荷载组合；特殊组合(2)是包括(boku)地震荷载下的各种荷载组合。 第二十六页，共57页。2、深层滑动(hudng)稳定性计算 (1) (1)滑动面倾向滑动面倾向(qngxing)(qngxing)上游的情况上游的

26、情况 如图，如图，ABAB为基岩中倾向为基岩中倾向(qngxing)(qngxing)上游的一个滑面，其倾角为上游的一个滑面，其倾角为大坝蓄水后大坝蓄水后, ,受水平推力受水平推力H H的作用，坝体连同下面的三角形岩石块体的作用，坝体连同下面的三角形岩石块体ABCABC有可有可能沿能沿ABAB滑动面产生滑动。根据图中受力情况，可得抗滑安全系数如下：滑动面产生滑动。根据图中受力情况，可得抗滑安全系数如下：式中：V-坝体与三角形岩石块体重量之和u-滑动面上的扬压力(yl)C、-分别为滑动面上的凝聚力和内摩擦角第二十七页，共57页。v滑动面倾向滑动面倾向(qngxing)下游的情况下游的情况第二十八

27、页，共57页。 (3)滑动面倾向下游（双滑动面）的情况滑动面倾向下游（双滑动面）的情况 如图如图a，岩基中出现倾向下游的软弱结构，岩基中出现倾向下游的软弱结构面面(图中图中AB面面)，这时必须验算坝下的岩体是，这时必须验算坝下的岩体是否可能沿此软弱结构面并通过岩基中另一可否可能沿此软弱结构面并通过岩基中另一可能滑动面能滑动面BC产生滑动。在一般情况下，滑动产生滑动。在一般情况下，滑动面面BC的位置以及它的倾角的位置以及它的倾角都是未知的，因都是未知的，因此，在计算安全系数此，在计算安全系数Fs时，要选定若干个可时，要选定若干个可能的滑动面能的滑动面BC分别进行计算，以便求得安全分别进行计算，以

28、便求得安全系数最小者及其相应的危险滑动面。这种情系数最小者及其相应的危险滑动面。这种情况的抗滑安全系数的计算有三种况的抗滑安全系数的计算有三种(sn zhn)方法：方法：第二十九页，共57页。vV1-V1-坝体与滑动体坝体与滑动体ABDABD的重量之和；的重量之和；vV2-V2-抗力体抗力体(BCD(BCD块块) )的自重；的自重；vu1-u1-滑面滑面ABAB上扬压力；上扬压力；vu2-u2-滑面滑面BCBC上扬压力；上扬压力；vA1-A1-滑面滑面ABAB的面积；的面积；vA2-A2-滑面滑面BCBC的面积；的面积；v、-分别分别(fnbi)(fnbi)表示滑面表示滑面ABAB、BCBC的

29、倾角；的倾角；vf1f1、C1-C1-滑面滑面ABAB上的凝聚力和内摩擦系数；上的凝聚力和内摩擦系数；vf2f2、C2-C2-滑面滑面BCBC上的内摩擦系数和凝聚力。上的内摩擦系数和凝聚力。第三十页，共57页。剩余推力法 此法认为图a中左侧滑移体ABD如果沿滑面AB不能处于平衡(pnghng)状态(亦即滑移体的抗滑安全系数小于1)，这时ABD将具有下滑趋势，并将未知的下滑力P传到其下的抗力体BCD，并成为抗力体BCD的推力(图c)，因此该推力P称之为“不平衡(pnghng)推力”，这时可求得抗滑安全系数Fs为（假设P方向与水平面的夹角也为）： 第三十一页，共57页。第三十二页，共57页。v被动

30、抗力法：被动抗力法：v 图图a a中坝基岩体中坝基岩体ABCABC中的部分块体中的部分块体BCDBCD在其自重在其自重( (有时有时DCDC面上可能有外荷面上可能有外荷) )的作用下，显然具有沿的作用下，显然具有沿BCBC面下滑的面下滑的趋势，这一趋势将对左侧趋势，这一趋势将对左侧ABDABD产生阻滑作用，因此，产生阻滑作用，因此，ABDABD块常被称为滑移体；右侧块体块常被称为滑移体；右侧块体BCDBCD则称为抗力体。则称为抗力体。v 所谓用所谓用“抗力体极限平衡法抗力体极限平衡法”来计算坝基的抗滑安来计算坝基的抗滑安全系数，就是全系数，就是(jish)(jish)通过抗力体的极限平衡状态首

31、通过抗力体的极限平衡状态首先算出滑移体先算出滑移体ABDABD与抗力体与抗力体BCDBCD之间的相互推力之间的相互推力P P，然后，然后在根据滑移体的受力状态来计算抗滑安全系数在根据滑移体的受力状态来计算抗滑安全系数FsFs，具体，具体计算如下：计算如下：第三十三页，共57页。第三十四页，共57页。等稳定法 此法认为坝基在失稳过程中，滑移体与抗滑体具有相同(xin tn)的抗滑安全系数Fs，以下按此观点推导Fs的计算v首先根据图首先根据图b b中滑移体受力情况，可得中滑移体受力情况，可得FsFs为：为：v v再根据图再根据图c c中抗力体的受力状态，可求得相应中抗力体的受力状态，可求得相应(x

32、ingyng)(xingyng)的抗滑安全系数的抗滑安全系数FsFs为：为：v v由上式解出推力由上式解出推力P P，得：，得：v 第三十五页，共57页。第四节 坝基(b j)岩体质量分类水利水电工程地址勘察规范坝基岩体工程地址分类：水利水电工程地址勘察规范坝基岩体工程地址分类： 本分类方法首先按岩石单轴抗压强度分三大类：本分类方法首先按岩石单轴抗压强度分三大类： A坚硬岩（坚硬岩（Rb60MPa） B中硬岩（中硬岩（Rb=3060MPa） C软质岩（软质岩（Rb30MPa）三大类。）三大类。 然后根据岩体结构、岩体完整性、结构面得发育然后根据岩体结构、岩体完整性、结构面得发育(fy)程度及其

33、组合情况、岩体和结构面的抗滑、抗程度及其组合情况、岩体和结构面的抗滑、抗变形能力把岩体分五类（下页表）。变形能力把岩体分五类（下页表）。 第三十六页，共57页。第三十七页，共57页。第五节 坝基渗透(shntu)与渗漏稳定性1、坝区渗漏条件的分析、坝区渗漏条件的分析渗漏通道渗漏通道 渗漏通道一般指具有较强透水性的岩土体，渗漏通道一般指具有较强透水性的岩土体，可分透水岩层、透水带和透水喀斯特管道。可分透水岩层、透水带和透水喀斯特管道。透水层透水层:主要透水层位第四纪的砂层、卵砾石层、主要透水层位第四纪的砂层、卵砾石层、胶结不良的砂岩、砾岩层等。胶结不良的砂岩、砾岩层等。透水带：断层破碎带和裂隙密

34、集带。是基岩中透水带：断层破碎带和裂隙密集带。是基岩中主要渗漏通道。主要渗漏通道。喀斯特管道：坝区有可溶性岩体存在时，由于喀斯特管道：坝区有可溶性岩体存在时，由于强烈喀斯特发育，在岩体中产生溶洞强烈喀斯特发育，在岩体中产生溶洞(rngdng)、暗河及溶隙等相互连通而构成、暗河及溶隙等相互连通而构成喀斯特管道，可能造成严重的坝区渗漏。喀斯特管道，可能造成严重的坝区渗漏。第三十八页，共57页。 渗漏通道的连通性渗漏通道的连通性 第四纪松散沉积第四纪松散沉积(chnj)(chnj)地层渗漏通道地层渗漏通道的连通性主要取决于地层结构特征，与地貌的连通性主要取决于地层结构特征，与地貌发育情况密切相关。发

35、育情况密切相关。 基岩透水层、透水带基喀斯特管道的基岩透水层、透水带基喀斯特管道的 连连通性则受岩性、地质构造、地形地貌、覆盖通性则受岩性、地质构造、地形地貌、覆盖层特征等因素控制，情况比较复杂。层特征等因素控制，情况比较复杂。第三十九页，共57页。2、坝基(b j)的渗透稳定性分析v渗透水流作用于岩土上的力，称渗透压力或动水压力。渗透水流作用于岩土上的力，称渗透压力或动水压力。v渗透压力达到一定值时，土中的某些颗粒就会被渗透水流携带和搬渗透压力达到一定值时，土中的某些颗粒就会被渗透水流携带和搬运，这种地下水的侵蚀作用称为潜蚀。运，这种地下水的侵蚀作用称为潜蚀。v潜蚀使得岩土中一些颗粒甚至整体

36、就会发生移动而被渗流携走，从潜蚀使得岩土中一些颗粒甚至整体就会发生移动而被渗流携走，从而引起岩土的结构而引起岩土的结构(jigu)变松，强度降降低，甚至整体发生破坏。变松，强度降降低，甚至整体发生破坏。这种工程动力地质作用或现象称之为渗透变形或渗透破坏。这种工程动力地质作用或现象称之为渗透变形或渗透破坏。v 第四十页，共57页。 渗透变形的类型渗透变形的类型管涌：即土体中一部分小颗粒被渗透水流携出，管涌：即土体中一部分小颗粒被渗透水流携出，较普遍发生在不均质砂层中（如下页图）。较普遍发生在不均质砂层中（如下页图）。流土：即土体表层某一部分土粒在垂直土层的流土：即土体表层某一部分土粒在垂直土层的

37、渗透水流作用下全部浮动和流走。常发生在渗透水流作用下全部浮动和流走。常发生在大坝下游坡脚有渗透水流逸出的土层中。大坝下游坡脚有渗透水流逸出的土层中。接触流土：即渗透水流近于垂直土层运动，当接触流土：即渗透水流近于垂直土层运动，当由颗粒粗细相差悬殊的细粒土进入由颗粒粗细相差悬殊的细粒土进入(jnr)(jnr)粗粒土中时，细粒土被水流带入粗粒土中。粗粒土中时，细粒土被水流带入粗粒土中。接触冲刷：渗透水流方向与土层平行，细粒土接触冲刷：渗透水流方向与土层平行，细粒土与粗粒土接触面上的土粒受粗粒土中流速较与粗粒土接触面上的土粒受粗粒土中流速较大的水流所冲刷并被它带走。大的水流所冲刷并被它带走。第四十一

38、页，共57页。管涌破坏示意图管涌破坏示意图（a a）斜坡条件时）斜坡条件时 （b b）地基条件时）地基条件时1- 1-管涌堆积颗粒；管涌堆积颗粒； 2- 2-地下水位；地下水位； 3- 3-管涌通道；管涌通道； 4- 4-渗流渗流(shn li)(shn li)方向方向第四十二页，共57页。 渗透变形的水动力条件渗透变形的水动力条件 地下水在松散土体中渗流时，土颗粒在水头差作用下承受了来自水流地下水在松散土体中渗流时，土颗粒在水头差作用下承受了来自水流(shuli)(shuli)的渗透力即动水压力。的渗透力即动水压力。wjI 水流由下往上渗透时一旦水流由下往上渗透时一旦当动水压力与土体的水下重量当动水压力与土体的水下重量相等时，土体将处于悬浮状态相等时，土体将处于悬浮状态(zhungti)(zhungti)而发生流土。而发生流土。单位单位(dnwi)(dnwi)土体承受的水土体承受的水压力压力渗透变形产生的条件wdpdh d第四十三页，共57页。-太沙基公式 即:土粒的密度愈大，孔隙率愈小，则临界水力梯度愈大，也即土体愈 不易发生渗透(shntu)变形（流土）。若砂土粒密度Gs 2.65，n5