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重力坝-抗滑稳定分析

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重力坝抗滑稳定措施浅析

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。

重力坝抗滑稳定性不够的原因分析-获奖版PPT课件

重力坝抗滑稳定性不够的原因分析-获奖版PPT课件
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Fra bibliotek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。
图1 重力坝所受外力示意图 ∑P—水平推力；u—扬压力；
∑G—自重；F—抗滑力

重力坝抗滑稳定问题分析

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

autobank计算重力坝抗滑稳定计算

autobank计算重力坝抗滑稳定计算

autobank计算重力坝抗滑稳定计算【原创实用版】目录1.重力坝抗滑稳定分析的背景和意义2.重力坝抗滑稳定分析的方法3.抗滑稳定计算公式4.提高重力坝抗滑稳定性的措施5.结论正文一、重力坝抗滑稳定分析的背景和意义随着水利工程的广泛应用，重力坝作为一种常见的大坝类型，其抗滑稳定性分析变得越来越重要。

重力坝的抗滑稳定是指在各种荷载作用下，坝体能够保持稳定，不发生滑动现象。

对于重力坝来说，抗滑稳定性是其设计和施工中最为关键的问题之一。

因此，研究重力坝抗滑稳定分析的方法和计算公式具有重要的现实意义和应用价值。

二、重力坝抗滑稳定分析的方法重力坝抗滑稳定分析的方法主要包括以下几种：1.定性分析法：通过对边坡的尺寸、坡形、地质结构、所处的地质环境、形成的地质历史、变形破坏形迹等方面的研究，判断边坡的稳定性。

2.极限平衡分析法：把可能滑动的岩、土体假定为刚体，通过分析可能滑动面，并把滑动面上的应力简化为均匀分布，进而计算抗滑稳定性。

3.抗剪断公式计算：当整个可能滑动面基本上都由软弱结构面构成时，采用抗剪断公式计算。

4.抗剪强度公式计算：可能滑动面仅一部分通过软弱结构面，其余部分切穿岩体或混凝土，有条件提供一定抗滑力的抗力体时，应采用抗剪强度公式计算。

三、抗滑稳定计算公式重力坝抗滑稳定计算公式主要包括以下两种：1.抗剪断公式：Fs = 0.8γH^2tan^2(α/2)其中，Fs 为抗剪断强度，γ为滑动面上的土体重度，H 为滑动面的深度，α为滑动面的倾角。

2.抗剪强度公式：Fs = 0.4γH^2tan^2(α/2) + 0.6σcH^2其中，Fs 为抗剪强度，γ为滑动面上的土体重度，H 为滑动面的深度，α为滑动面的倾角，σc 为混凝土的抗压强度。

四、提高重力坝抗滑稳定性的措施为了提高重力坝的抗滑稳定性，可以采取以下措施：1.选用优质的坝基岩石，要求微风化、新鲜，产状以倾向上游为佳。

2.对坝基进行处理，如固结灌浆，以提高承载力和应变能力。

重力坝抗滑稳定分析

重力坝抗滑稳定分析

摘
要： 重力坝稳 定性分析的主要 目的是检验重 力坝在各种 可能荷 载组合情 况下的稳 定安全度 ， 用刚体极 限平衡 法和 应
有Ｉ － ｑ Ｌ￣对故县水工重力坝进行 了稳定性分析 ， Ｌ 并对这两种方 法进行 了比较 ， 出： 指 刚体极 限平衡 法将 坝体假设 为刚体 ，
只考虑坝基 面的抗滑稳定性 ， 这与有限元法得到 的结果基本 一致 ， 即坝体抗 滑稳 定薄弱 点在坝基 面处的 坝趾处 ， 限元 有
首先 ， 计算坝体 自 ∑ 其次 ， 算坝面上 的静水 压力 Ｐ 重 ； 计
（ 容重为 １． Ｎ ｍ 泥沙压力 ， 水 Ｏ２ｋ ／ ）及 该工 程上游 坝体倾斜度
大， 泥沙重可忽略不计 ， 根据相关规范 ， 泥沙浮容 重为 ＝４ ８ ．
的。现 以故县水库重力 坝的抗 滑稳定 分析为例 ， 介绍 刚体极 限
法 对 坝 体 的 抗 滑 稳 定 性 分 析 更 为全 面 。
关
键
词 ：抗 滑稳 定性 ；刚体极 限平衡 法 ；有限元法 ；抗滑稳定 系数 ；故县水库
文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ０ １ ７ （ ０ ８ １—０ １－ ２ １０ —３ ９ ２０ ） ２ １２０
中图分类号 ：Ｔ ６２ ３ Ｙ ４ ．
混凝土重力坝抗滑稳定分析 方法 有很 多种 ， 目前 在高度较
低和地基条件不复 杂的 大坝设 计 中， 采用 刚体极 限平衡 法 ， 常 稳定分析 与应力计算是分 开进行 的 ； 于高坝和地基 条件复 杂 对
的大坝则 多辅 以有 限元计算 ， 时应力 和稳定分析 是统一进行 这
２ 刚体极限平衡 法
作者简介 ： 温中华 （ ９ ２ ， ， 南西平 人 ， 师 ， 究方 向 为水 工结 构可 １７ 一） 女 河 讲 研

某碾压混凝土重力坝层面抗滑稳定分析

某碾压混凝土重力坝层面抗滑稳定分析

0引言碾压混凝土采用分层浇筑，水平向防渗性能相差较大，是防渗的薄弱环节。

碾压混凝土坝坝体防渗一般采用常态混凝土防渗层、变态混凝土防渗层的防渗结构，其可靠性至关重要。

施工中，碾压混凝土层面若存在骨料架空、层面胶结不良和透水率大等质量问题，运行中则可能出现坝体混凝土溶蚀、析钙、坝体渗透压力升高或混凝土腐蚀等危害，影响结构安全。

某工程水库蓄水后，坝体层面渗透压力与气温相关性较好，冬季渗透压力明显增大，渗压系数达到0.8以上。

笔者基于坝体渗压实测值，采用材料力学法，对坝体层面抗滑稳定进行复核计算，为评价大坝坝体抗滑稳定提供参考依据。

1工程概况及坝体防渗结构设计1.1工程概况某水电站大坝为碾压混凝土重力坝，最大坝高31.5m ，最大坝基宽度28.675m ，坝顶长216m ，分为8个坝段。

上游面直立，防渗层采用0.5m 厚的富胶凝材料变态混凝土，防渗标号W8，下游面464.20m 高程以上直立，464.20m 高程以下坝坡1∶0.75。

坝体典型断面见图1。

图1坝体典型断面图Fig.1Typical section of dam为增加大坝的抗滑稳定性，在大坝下游坝坡与1号、2号公路之间的深槽底部3.5m 回填混凝土，某碾压混凝土重力坝层面抗滑稳定分析吴伟（国家能源局大坝安全监察中心，浙江杭州，311122）摘要：碾压混凝土坝的水平层面是影响碾压混凝土坝强度、稳定和渗流的关键部位。

针对某运行期坝体渗透压力较大的碾压混凝土重力坝，结合坝体渗透压力实测值，采用材料力学法和现行业规范NB/T 35026-2014《混凝土重力坝设计规范》对坝体层面抗滑稳定进行复核。

计算结果表明，对于坝高较小的碾压混凝土坝，坝体层面渗压对坝体层面抗滑稳定影响较小，坝体抗滑稳定的富裕度较高。

关键词：碾压混凝土坝；层面渗压；现场检查；抗滑稳定Title:Analysis of anti-sliding stability on a RCC gravity dam layer//by WU Wei //Large Dam Safety Su⁃pervision Center of National Energy AdministrationAbstract:The horizontal layer is the key part that affects the strength,stability and seepage of a RCC dam.For a RCC gravity dam with high seepage pressure during operation period,combined with the measured values of seepage pressure in dam body,the anti-sliding stability on dam layer is reviewed byuse of material mechanics method and current industry standard Design Specification for Concrete Gravi⁃ty Dams .The calculation results show that for the RCC dam with a small dam height,the seepage pres⁃sure on dam layer has little influence on the anti-sliding stability,and the redundancy of anti-sliding stability is high.Key words:RCC dam;seepage pressure on layer;on-site inspection;anti-sliding stability中图分类号：TV642.3文献标志码：B文章编号：1671-1092（2021）01-0050-048000R 200防浪墙▽475.400▽474.200▽464.2000+008.000▽456.001∶0.752000▽442.800▽440.800▽439.300正常蓄水位▽471.500原地面线▽440.000三级配RCC三级配RCC常态混凝土R 2000+000.000坝轴线碾压堆石（弃碴料）1号公路By WU Wei:Analysis of anti-sliding stability on a RCC gravity dam layer其上18.7m回填碾压堆石。

重力坝抗滑稳定分析

重力坝抗滑稳定分析重力坝的稳定应根据坝基的地质条件和坝体剖面形式，选择受力大，抗剪强度较低，最容易产生滑动的截面作为计算截面。

重力坝抗滑稳定计算主要是核算坝基面及混凝土层面上的滑动稳定性。

另外当坝基内有软弱夹层、缓倾角结构面时，也应核算其深层滑动稳定性。

《混凝土重力坝设计规范》（),,(0k k Q k G a Q G S ⋅⋅⋅⋅γγψγ⎪⎪⎭⎫⎝⎛k m k da f R ,11γγ),,,(0k k k Q k G a A Q G S ⋅⋅⋅⋅γγψγ⎪⎪⎭⎫⎝⎛k m k da f R ,12γγ•••R f 'R c '•C f 'C c '••——材料性能分项系数，查表1-12，也可实验确定；γd1——基本组合结构系数，查表1-13； A k ——偶然作用代表值；γd2——偶然组合结构系数，见表1-3；Σf 'f 'c 'c '2）。

2．抗剪断参数的选取式（4）中f 'R f 'C c 'R c 'C 的值，直接关系到工程的安全性和经济性，必须合理地选用。

一般情况下，应经试验测定，且每一主要工程地质单元的野外试验不得少于4组；选取这些参数值时，应结合现场的实际情况，参照工程地质条件类似的工程经验，并考虑坝基岩体经工程处理后可能达到的效果，经地质、试验和设计人员共同分析研究进行适当调整后确定，中型工程的中、低坝，若无条件进行野外试验，应进行室内试验，并参照地质条件类似工程的经验数据选用，小型工程的低坝无试验资料时，可参照地质条件类似工程的试验成果和经验数据选用，坝体混凝土与基岩接触面抗剪断参数的计算参考值见DL5108－1999《混凝土重力坝设计规范》。

表1 材料性能分项系数表2 结构系数。

重力坝深层抗滑稳定分析方法综述

点是依靠 自身 的重 量维 持 坝体 稳 定 。实 际 工程 中 ， 坝体基岩 内经常存 在 各种 形 式 的软 弱 面 ， 当它们 的
产状 有利 于其上坝 体 的滑 动 时 ， 滑稳 定 便很 容 易 抗 成 为坝体安 全的控制 因素 。
抗滑稳定分析方法历来受到专家学者的重视 ， 经过 一个世纪 的演 变发 展 ， 形成 了以 刚体 极 限平衡 方法为基 础 的多种 求解方法 ¨ 。随着对 工程 要求 的提高以及数值方法的发展 ， 有限元方法开始在坝 基 稳定分析 中应用 ， 于某些 特殊工程 ， 对 也可采用模 型试验方法来 复核 坝体 的稳定 问题 。
滑稳 定安 全 系数 ， 再进 行 计 算 ， 得 的主 、 滑 动 面 求 辅 上 的安 全系数 相 等 ， 符 合 两 个 滑 动 面 的剪 力 平 衡 且 条 件 。由于被 动抗 力法 和剩余 推力 法是 建立 在假定 后块 或前 块达 到极 限状 态 的 基础 上 ， 个 滑 动 面 上 两 的安全 系数不 相 同 ， 不能 评定 基岩 的整 体稳 定 ， 而 故 目前 规 范推荐 采用 等安全 系数 法 Ｊ 。
２ ３ 多滑面抗 滑稳 定 ．
பைடு நூலகம்
滑稳 定计算 的重要 性 ； 美 国军 工 师 团颁 发 的规 范 而 则采 用 多滑面 稳 定计 算 理 论 。可 见 ， 滑 面稳 定 计 多 算越 来越 受 到专家 学者 的关注 和重视 。多 滑面抗 滑
目前 国内混凝 土重 力坝设 计规 范 均 以双 滑 面方 法 作 为深 层抗 滑稳 定 推荐 方 法 ， 同时指 出 多滑 面抗
稳定 ， 其稳定安全系数只要求达到 １０～ ． （ ． １ １ 地震 工况 ～正常 工况 ） 可 （ 据坝 的级 别安 全 系 数 要 即 根 求 稍有差 异 ） 。而剪摩 公式 求解 的是接 触 面从 胶结 状 态剪 断的安全 系数 ， 求 达到 ２３～ ． （ 要 ． ３０ 地震 工况 ～正 常工 况 ）其 中采用 的力学参 数厂、 ， ｃ和，分 别通 过抗剪断 试验和抗 剪试验 确定 。但是大多 数情 况滑移 面仅部分 通过 软 弱 面 ， 余 部分 切 穿新 鲜 岩 其 体 或混凝 土 ， 时应考虑抗 剪 断参 数 ｃ的作用 。 此 ２ １ 单滑面 抗滑稳 定 ． 如图 １ 所示 ， 地基中只有一个软弱面 ， 计算中将 软弱 面 以上 的坝体 和 地基 一起 视 作 刚体 ， 核 刚体 复 沿软 弱面 的抗 滑稳定安 全系数 。

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

讲座-3-1重力坝抗滑稳定分析学习文档

• 剩余推力法存在的问题是当坝体段的f1较大时， Q可能为负值或零，安全系数很大或为负值， 不符合实际情况；为承受Q，抗力体可能会产 生较大的变形。
（3）等安全系数法
• 等安全系数法就是假定K1=K2，分别由两个极 限平衡方程求解K、Q。
• 由于第一滑动面一般为断层、泥化夹层，产生 塑性破坏，变形较大；第二滑动面一般处于完 整岩体中，破坏形式为脆性破坏，变形较小即 破坏，因此两滑动面上的安全系数实际上并不 相同。
地质模型试验，几何比尺1：130，模型长达 11m，100个测点，198只仪表，精度 0.001mm，全自动测量。
提高坝体抗滑稳定性的措施
• （1）利用水重。将坝体上游面做成倾斜，利 用水重增加向下的垂直力。对上游应力有不利 影响。
• （2）开挖时将坝基面向上游倾斜，对抗滑稳 定有利。
• （3）在坝基面设置防渗排水设施，减少扬压 力。或在坝前设置防渗板，将帷幕和排水前移。
• • 式中：∑P为作用于坝基面以上的合力在水平
方向投影的代数和。
• ∑W为作用于坝基面以上的合力在垂直方向投 影的代数和。
• U 为作用于坝基面上的扬压力。 • f 为坝基面上的摩擦系数。 • [K] 为设计规范规定的抗滑安全系数。
• 当坝基面为倾斜时
• 坝基面上阻滑力为:
• 坝基面上滑动力为： • • 坝基面上的抗滑安全系数为： •
关于[K]、[K']的取值
• [K]、[K']的取值与工程等级、荷载组合、计算 方法有关。根据《混凝土重力坝设计规程等级和荷载组合确定，一般 在1.0~1.1范围内选取，而将混凝土与基岩间 的凝聚力作为安全储备。
• [K']主要根据荷载组合确定，基本荷载组合为 3.0 ,特殊荷载组合为2.3~2.5 。
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§3.3.1
重力坝抗滑稳定分析概述
任务—着重介绍抗滑稳定分析方法。 任务—着重介绍抗滑稳定分析方法。 目的— 目的—核算坝体沿坝基面或沿地基深层较弱结构面抗滑 稳定的安全度。 稳定的安全度。 分析方法— 分析方法— 刚体极限平衡法( method)； 刚体极限平衡法(rigid limit equilibrium method)； 有限单元法( method)； 有限单元法(finite element method)； 地质力学模型试验法 模型试验法( method)。 地质力学模型试验法(model testing method)。 问题分类— 问题分类— 平面问题——各坝段独立受力。 ——各坝段独立受力 平面问题——各坝段独立受力。 空间问题—— ——坝基内断层多条相互切割交错构 空间问题——坝基内断层多条相互切割交错构 成空间滑动体或地形陡峻的岸坡段。 成空间滑动体或地形陡峻的岸坡段。
§3.3.1
重力坝抗滑稳定分析概述
地质力学模型试验法： 地质力学模型试验法：
能较好地模拟基岩的结构、强度和变形特性， 能较好地模拟基岩的结构、强度和变形特性， 以及自重、静水压力等荷载， 以及自重、静水压力等荷载，能形象地显示滑移破坏 的过程。模拟内容不够全面和完善， 的过程。模拟内容不够全面和完善，不能完全依靠试 验定量解决问题。 验定量解决问题。 优点： 优点：能直观的模拟坝体与地基稳定体系中的主要影响 因素及变形与破坏全过程； 因素及变形与破坏全过程； 缺点：模拟内容有限，往往需要依据经验作适当简化， 缺点：模拟内容有限，往往需要依据经验作适当简化， 模型一旦建立，不易修改、费用高、周期长， 模型一旦建立，不易修改、费用高、周期长，试验结 果受到测试技术与若干不确定性因素的影响等。 果受到测试技术与若干不确定性因素的影响等。
§3.3
重力坝抗滑稳定分析
§3.3.1 重力坝抗滑稳定分析概述 §3.3.2 坝基破坏机理 §3.3.3 沿坝基面抗滑稳定分析 §3.3.4 深层抗滑稳定分析 §3.3.5 岸坡坝段抗滑稳定分析 §3.3.6 提高坝体抗滑稳定的工程措施 §3.3.7 稳定分析设计理论的历史沿革 §3.3.8 坝基抗滑稳定分析的发展 §3.3.9 现行规范中有关坝基抗滑稳定的有 关规定与讨论
§3.3.1
重力坝抗滑稳定分析概述
刚体极限平衡法： 刚体极限平衡法： 将断裂面（指坝体、岩体或大坝与岩 将断裂面（指坝体、岩体或大坝与岩体组成的滑 裂体等）看成刚体， 裂体等）看成刚体，不考虑滑裂体本身和滑裂体之间 变形的影响，也不考虑滑裂面上应力分布情况， 变形的影响，也不考虑滑裂面上应力分布情况，仅考 虑滑裂面上的合力（正压力、剪应力），而忽略力矩 虑滑裂面上的合力（正压力、剪应力），而忽略力矩 的作用效应。 的作用效应。 优点：概念清楚，计算简便， 优点：概念清楚，计算简便，任何规模的工程均 可采用； 可采用； 缺点：是不能考虑岩体受力后所产生变形的影响， 缺点：是不能考虑岩体受力后所产生变形的影响， 极限状态与允许的工作状态也有较大的出入。 极限状态与允许的工作状态也有较大的出入。
§3.3.2 坝基破坏机理
结论： 结论： 当坝基较软弱时， 当坝基较软弱时，重力坝均质坝基的失稳破坏主要 取决于从坝趾区开始的基岩剪切屈服区的发展过程； 取决于从坝趾区开始的基岩剪切屈服区的发展过程； 当坝基较坚硬时， 当坝基较坚硬时，重力坝均质坝基将不会出现坝趾 区基岩屈服并逐渐扩展的失稳破坏形式， 区基岩屈服并逐渐扩展的失稳破坏形式，其破坏形式 可能有两种： 可能有两种： 当发生过大的超载时，可能出现大坝抗倾破坏； ①当发生过大的超载时，可能出现大坝抗倾破坏； 当无过大的超载时， ②当无过大的超载时，大坝可能沿坝基胶结面这一 明显弱面发生水平滑动破坏。 明显弱面发生水平滑动破坏。
§3.3.2 坝基破坏机理
随着库水位的上升， ③随着库水位的上升，首先在大坝上游坝踵 的地基表层出现微裂隙扩张区， 的地基表层出现微裂隙扩张区，然后出现坝 踵裂缝及其尖端的微裂松弛区， 踵裂缝及其尖端的微裂松弛区，并向地基深 部发展；当基岩较软弱，力学强度较低时， 部发展；当基岩较软弱，力学强度较低时， 则滞后一些或同时在坝趾基岩中出现剪切屈 并逐渐向上游发展， 服，并逐渐向上游发展，在外因及内因作用 贯穿坝下整个浅层基岩， 下，贯穿坝下整个浅层基岩，导致大坝整体 失稳。 失稳。
§3.3.2 坝基破坏机理
重力坝滑动失稳模式： 重力坝滑动失稳模式：
表面滑动 浅层滑动 深层滑动 我国修建了大中型重力坝100余座， 余座， 我国修建了大中型重力坝 余座 其中有1/3存在深层滑动问题。 存在深层滑动问题。 其中有 存在深层滑动问题
§3.3.3
沿坝基面抗滑稳定分析
抗剪强度公式： 一、抗剪强度公式：
§3.3.2 坝基破坏机理
荷载：坝体自重、 下游坝面水压力、 荷载：坝体自重、上、下游坝面水压力、坝基渗 透水压力、坝基岩体应力等。 透水压力、坝基岩体应力等。 研究方法：模型试验、数值分析等。 研究方法：模型试验、数值分析等。 基本结论： 基本结论： 在水库未蓄水或建成时的低水位状态， ①在水库未蓄水或建成时的低水位状态，坝 体自重引起地基下沉，坝踵大于坝趾， 体自重引起地基下沉，坝踵大于坝趾，坝基面 倾向上游；随着库水位的不断上升， 倾向上游；随着库水位的不断上升，坝踵位移 逐渐上抬，坝趾位移变化不明显（时增时减， 逐渐上抬，坝趾位移变化不明显（时增时减， 在工程意义上可认为基本不变）。库满时， ）。库满时 在工程意义上可认为基本不变）。库满时，大 坝在产生向下游水平位移的同时， 坝在产生向下游水平位移的同时，还有大致绕 坝趾向下游转动的趋势，坝基一般倾向下游。 坝趾向下游转动的趋势，坝基一般倾向下游。
§3.3.2 坝基破坏机理
随着库水位的上升， ②随着库水位的上升，在坝趾区不发生屈 服或仅发生小范围屈服的情况， 服或仅发生小范围屈服的情况，坝基浅部岩 体呈水平向压缩， 体呈水平向压缩，坝踵与坝趾水平位移差随 库水位的上升而加大； 库水位的上升而加大；随着坝趾区屈服范围 的扩大，上述趋势逐渐减缓， 的扩大，上述趋势逐渐减缓，当坝基屈服区 上下贯通时，坝踵与坝趾水平位移几乎相等， 上下贯通时，坝踵与坝趾水平位移几乎相等， 坝体水平位移呈不稳定持续增长的趋势， 坝体水平位移呈不稳定持续增长的趋势，大 坝发生平行滑动，整体失稳。 坝发生平行滑动，整体失稳。
§3.3.2 坝基破坏机理
均质坝基上混凝土重力坝沿坝基面滑动失稳机理： 均质坝基上混凝土重力坝沿坝基面滑动失稳机理：
重力坝岩基的破坏首先开始于坝踵附近产 生的拉裂缝和微裂隙扩张松弛， 生的拉裂缝和微裂隙扩张松弛，而后坝趾区 出现剪切屈服区且逐渐向上游发展， 出现剪切屈服区且逐渐向上游发展，最后在 坝下浅层岩基中上下游贯通，形成滑动通道， 坝下浅层岩基中上下游贯通，形成滑动通道， 导致大坝的整体失稳破坏。 导致大坝的整体失稳破坏。 分析时，以一个坝段或取单宽计算，计算 分析时，以一个坝段或取单宽计算， 公式有抗剪强度公式 抗剪断公式。 抗剪强度公式和 公式有抗剪强度公式和抗剪断公式。
§3.3.1
重力坝抗滑稳定分析概述
§3.3.1
重力坝抗滑稳定分析概述
★ 抗滑稳定分析是重力坝设计中的一项重 要内容。 要内容。
主要关键词 （Keywords）： ）
★ 重力坝 （Gravity dam） ） ★ 抗滑稳定 （Stability against sliding） ） ★ 稳定分析 （ Stability analysis） ）
§3.3
重力坝抗滑稳定分析
§3.3.1重力坝抗滑稳定分析概述 问题的由来： 问题的由来： 根据混凝土重力坝设计规范（DL5108-1999） 根据混凝土重力坝设计规范（DL5108-1999）8.1.2 的相关规定，承载能力极限状态：坝体断面、 的相关规定，承载能力极限状态：坝体断面、结构及 坝基岩体进行强度和抗滑稳定计算 必要时进行抗浮 抗滑稳定计算， 抗浮、 坝基岩体进行强度和抗滑稳定计算，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DL5703 验算； 抗倾验算；对需抗震设防的坝及结构，尚需按DL5703 水工建筑物抗震设计规范）进行验算。 （水工建筑物抗震设计规范）进行验算。 稳定问题的种类： 稳定问题的种类： 抗滑稳定：坝体沿抗剪能力不足的薄弱面产生滑动； 抗滑稳定：坝体沿抗剪能力不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， 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； 上浮起破坏形式； 抗倾稳定： 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。 趾以下岩体受压发生压碎而产生倾倒滑移破坏形式。
§3.3.2 坝基破坏机理
④ 不同的地基与坝体弹模比以及抗剪断参 数的不同，不改变坝基破坏发展的总体特征。 数的不同，不改变坝基破坏发展的总体特征。 坝基越硬，坝踵裂缝出现越早，微裂区越大， 坝基越硬，坝踵裂缝出现越早，微裂区越大， 坝趾处基岩越不易屈服；坝基越软， 坝趾处基岩越不易屈服；坝基越软，坝踵裂 E 缝出现越迟，微裂区越小， 缝出现越迟，微裂区越小，坝趾处基岩越易 屈服；对于某一确定的弹模比， 屈服；对于某一确定的弹模比，抗剪断参数 只影响坝趾附近基岩的屈服范围， 只影响坝趾附近基岩的屈服范围，对坝踵裂 缝影响不大。 缝影响不大。
§3.3.1
有限单元法： 有限单元法：
重力坝抗滑稳定分析概述
可计算地基受力后的应力场和位移场， 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的局部化效应及多场耦合作用效 应等，研究地基破坏的发展全过程。 应等，研究地基破坏的发展全过程。 优点： 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与破坏的全过程等； 本构关系，模拟地基及坝体变形与破坏的全过程等； 缺点： 缺点：对有限元计算结果的应用及稳定判据的应用上尚 需进一步研究。 需进一步研究。
坝体与坝基间看成是一个接触面，而不是胶结 胶结面 坝体与坝基间看成是一个接触面，而不是胶结面。 当接触面呈水平时， 抗滑稳定安全系数为 当接触面呈水平时，其抗滑稳定安全系数为：