第五章讲义坝基稳定性

（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。
❖ 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，常采用河 岸式布置。
2、重力坝对地质地形条件的要求
❖ 重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积档水建筑物，其基 本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。
定滑移体； ❖ ⑤下游河床岩体应具有对高速水流抗冲能力； ❖ ⑥坝区附近有足够的、合乎要求的混凝土骨料。
3、拱坝对地质地形条件的要求
❖
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
座落在河床或两岸基岩上。拱坝一般依靠拱的作用，即利用两端拱座的
坝基稳定性的工程地质研究，主要解决三大问题：
①坝基在承受荷载作用下不会发生滑动失稳； ②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，以免影响大坝的安全 和正常运行， ③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： ①加强了坝基工程岩体的基本性质和基础理论研究。 ②不断改进坝基勘探、测试技术，开发引进新的分析计算方 法。 ③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判断能力。 ④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。
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142座大坝失事的分析，其中45座是由于地基管 涌、渗漏、不均匀变形、抗剪强度低等地质问题造成的，占溃坝 总数的31．7％。
例如，66．5m高的法国马尔帕塞双曲薄拱坝于1959年12月 突然崩溃，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弱结构面滑 动而导致拱坝溃毁。
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第五章坝基稳定性
主要内容：
❖ 第一节 概述 ❖ 第二节 坝型对地质地形条件的要求 ❖ 第三节 坝基岩体的抗滑稳定性 ❖ 第四节 坝基岩体质量分类 ❖ 第五节 坝基渗透与渗漏稳定性 ❖ 第六节 坝基处理
第一节 概述
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 应根据坝址区的地形地质，材料供应(主要是天然建筑材料)，枢 纽布置，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，在这些条件中，工程地质条件是一个十 分重要的方面。
反力，同时还依靠自重维持坝体的稳定。
❖ 拱坝地质地形条件的要求：
❖ 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。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、具软弱夹层的、易产生塑性变形和滑 动的岩体均不宜作为拱坝两端的拱座。
土石坝适应于各类地形条件。
❖ 高山深谷地形：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。
4、支墩坝对地质地形条件的要求
❖ 支墩坝：由一系列支墩和斜倚于其上的面板组成的坝。面板 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。
❖ 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。
❖ 支墩坝坝轴线方向性差，侧向稳定性差，抗 震能力低，抵抗坝肩岩体侧向变形能力低。
❖ 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 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 形条件的要求主要有：
❖ ①具有足够的抗滑能力，满足抗滑稳定的要求； ❖ ②坝基应有足够的饿抗压强度和与坝体混凝土相适
应的弹性模量，有较好的均匀性和完整性； ❖ ③坝基、坝肩应具有良好的抗渗性； ❖ ④两岸山体必须稳定，没有难处理的滑坡体和和潜在的不稳
第二节 各种坝型对地质地形条件的要求
1、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，经过 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、爆破石料为主时，称堆石坝； 当两类当地材料均占相当比例时，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、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体，宜避开或加强 处理。土质地 基，程度不同的会存在沉陷、变形、滑动、渗漏和渗透变形、 振动液化等问题。
第三节 坝基岩体的抗滑稳定性
1、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。重力坝是依靠自身重量在某一可能滑移面上所产生 的