第10章 坝基岩体稳定140414.ppt

1、工 程 地 质 学 坝基岩体稳定的工程地质分析,三峡水利枢纽工程,葛洲坝水利枢纽工程,何鹏摄于2009年3月25日,胡佛大坝右坝肩（内华达州侧）,土石坝，何鹏摄于美国加州Piru Creek，2009年5月19日,上游坝壳,下游坝壳,防渗心墙,有溶蚀洞穴或潜蚀掏空现象,裂隙密集带,全强风化带,坝基或两岸岩体中有较大的,导致坝体破坏的变形失稳方式,滑动变形（最主要的破坏形式）,不均匀沉陷 的地质因素,1. 坝基岩体滑动破坏类型,沿坝底与基 岩的接触面, 基岩面处理不当 或混凝土浇筑质量 不好,浅层岩体内 的剪切破坏, 基岩体软弱, 基岩体表部风化 破碎层没有挖除干 净,坝基岩体较 深部位，主 要

2、沿软弱结 构面产生剪 切破坏,坝基岩体较深部 位存在多组软弱 结构面,取自混 凝土与 基岩的 接触面,取自软 弱或破 碎岩体 内,取自基 岩体中 的软弱 结构面,表层滑动,浅层滑动,深层滑动,基岩太完整坚 硬，其强度远超过 混凝土坝体强度,2. 坝基岩体深层滑动的边界条件分析,周边的切割软弱面（AED BFC AEFB）,滑出空间（下游）（临空面HGCD）,横向切割面：走向坝轴线(常是拉裂面),切割面, 构成滑动的“三面”,临空面,变形空间：滑移岩体可向之滑移而不受阻障或阻力很小的 自由空间,陡立临空面,滑动面,低于岩体中其它界面或部位的抗剪强度,泥化夹层,卸荷裂隙, 滑移破坏形式,岩层 产状

3、 平缓,软弱夹层埋藏浅,现象：在水平推力作用下,下游岩层容易向上弯曲形成浅层 滑动,滑移 组合 方式,软 弱 结 构 面 缓 倾 上 游 (倾角30),侧向切割面：平行河流方向的结构面,最常遇到,软 弱 结 构 面 缓 倾 下 游 (倾角 30),滑移方式 沿软弱面向水平或陡立临空面滑出,此类滑动面常具有较高的抗剪强度,陡倾层 状岩层,走向北西320330 倾向北东 倾角1525 本次随机调查共20条, 边界条件的阻滑因素,节省工程投资,滑动面的阻滑因素,滑动面的连续性,夹泥层的尖灭,滑动面被其它断裂错断,侧向切割面 的阻滑因素,侧向切割面与滑动方向小角度斜交时,考虑边界条件阻 滑 因 素的

4、目 的,无陡立临空面,坝下 游抗 力体,存在条件,抗力 组成,摩擦力,由,第二破裂面 ：,平行于拱端切线方向的轴向推力 H,沿半径方向的切向力 V,3. 拱坝坝肩岩体滑动的边界条件分析,作用方向：斜向岸里偏下游,美国加州 Monticello Dam,分力方向以外的结构面成为其横向切割面,在分力夹角范围内的侧向滑动面,河谷边坡构成天然的临空面,层面,断层裂隙面,岩体下部近水平或较平缓结构面,各种地形地质条件对拱坝坝肩岩体稳定的影响,重庆云阳盖下坝水电工程 双曲拱坝右坝肩岩体,何鹏摄于2011年1月20日,美国北加州贝莉耶萨湖区地质图,4. 坝基岩体抗滑稳定计算及计算参数的选定,f、c是抗剪断试

5、验的结果,较完整的基岩,两个 公式 比较,参数不同,适用对象不同, 采用值（据工程特点、重要性）, 建议值（考虑工程地质特点）, 计算参数 (f f c) 的 确 定,确定步骤, 常用稳定 计算公式, 地质因素对 f、c 值的影响,地质参数随时间会发生变化,粗糙度：越光滑，抗剪强度越小,考虑地质因素的原因,连续性：连续性越好，抗剪强度越小, 滑动面的影响, 地下水循环渗流条件,主要表现在渗入的地下水对滑动面力学参数的降低上,c. 变形一致原则求 f、c 值,各部位岩层变形位移值一致,计算 假设 条件, 不均匀岩土坝基的影响,不同岩层选用与该变形值对应的f、c值进行综合计算, 抗剪强度指标的经验

6、数据,5. 降低坝基岩体抗滑稳定性的作用, 渗透水流对坝基岩体稳定性的作用,滑动面上起到抵消正应力从而降低抗滑力的作用, 渗透 压力 对滑 动岩 体的 作用,作用, 潜蚀（管涌）, 坝下游河床冲刷问题,2010年7月19日22时，湖北宜昌，三峡大坝泄洪。,或造成岸坡的不稳定,安全 规定,对于缓倾岩层：L/d5.0,缓倾软弱夹层更易形成较深冲坑,节理越发育,结构体体积越小,越易形成冲坑,6. 坝基处理,软弱破坏带的处理,清基,裂隙岩层的处理,清基要求：视不同坝型、坝高而定,预留保护层,建基面应有起伏并倾向上游,清 基,接触灌浆：在基础和地基的接触部位实施的灌浆，以加强二者 间的结合强度,灌 浆,

7、软弱破碎带的处理,缓倾角,云南违建蓄水坝突垮塌夺走16条人命 副省长痛斥,新华网云南频道 (记者杨跃萍王长山)如一大碗水“悬”在云南省彝良县小草坝乡大桥村3个村民小组上方的双龙电站附属蓄水塘坝，7月21日凌晨6时20分左右突然垮塌，怒吼着的洪水向宁静的村庄袭来，16位村民瞬间被夺去生命，23人受伤。 据当地有关部门调查，初步认定这个蓄水塘坝建设违反了基本建设程序，由双龙电站业主擅自修建，项目无立项审批、无规划设计、无开工许可、无竣工验收、无人看守管理。,塘坝为何会垮塌？ 有关部门目前初步查明，地质破碎、连日暴雨、项目违规建设等综合因素导致了双龙电站附属蓄水塘坝发生垮塌。 7月21日双龙电站附属蓄水塘坝垮塌后，当地公安、检察、监察等部门迅即开展了调查取证工作。经调查鉴定，初步认定这一于2003年动工修建、当年投入使用的塘坝为双龙电站业主郑尚瑛擅自修建，项目无立项审批、无规划设计、无开工许可、无竣工验收。,Hydroelectric dam diagram,The upper reservoir (Llyn Stwlan) and dam of the Ffestiniog Pumped Storage Scheme in north Wale