《坝的工程地质研究》PPT课件

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1、第五章坝基岩体稳定性的工程地质分析坝基岩体的压缩变形与承载力坝基（肩）岩体稳定性分析坝基岩体抗滑稳定计算参数的选取降低坝基岩体抗滑稳定性的作用坝基处理各种坝失事百分率统计概述水利水电工程建设实践表明，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。在大坝发生毁坏的事故中，因地质问题而引起的最多，因此在大坝的设计和施工中，对坝基或坝肩的岩体进行工程地质条件的分析研究是非常重要的。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学科范围之内，避免产生过大的局部应力集中和严重的不均匀变形；③坝基在渗流水的长期作用下，保持力学上和

2、化学上的稳定，渗漏量和渗流压力都应控制在允许范围之内。主要解决问题：通常100m高的混凝土重力坝，传到坝基上的自重压力可达2MPa以上。导致坝基破坏的岩体失稳形式：W第一节坝基岩体的压缩变形与承载力第一节坝基岩体的压缩变形与承载力一、坝基岩体的压缩变形（1）岩性软硬不一，变形模量值相差悬殊，引起较大的不均匀沉陷，导致坝体发生裂缝。如粘土页岩、泥岩、强烈风化的岩石以及松散沉积物、尤其是淤泥、含水量较大的粘性土层，是容易产生较大沉陷变形的岩层。一、坝基岩体的压缩变形（2）坝基或两岸岩体中有较大的断层碎带、裂隙密集带、卸荷裂隙带等软弱结构面，尤其是张性裂隙发育带且裂隙面大致垂直于压力方向，易产生

3、较大的沉陷变形。（3）岩体内存在溶蚀洞穴或掏空现象，产生塌陷而导致不均匀变形。上述软弱岩层和软弱结构面的产状和分布位置对岩体变形也有显著影响二、坝基岩体承载力容许承载力：在保证建筑物安全稳定的条件下，地基能够承受的最大荷载压力。包括过大沉陷变形引起的破坏，也包括剪切滑移导致破坏。如何确定地基承载力？三种方法:（1）现场荷载实验法。按岩体实际承受工程作用力的的大小和方向进行原位实验。获得岩体弹性模量、变形模量、泊松比指标。复杂、费用高。在大中型工程中采用。（2）经验类比法。根据已建成的工程经验数据、工程特征、地质条件进行比较选取。二、坝基岩体承载力岩体级别ⅠⅡⅢⅣⅤf0（MPa）>7.07.

4、0～4.04.0～2.02.0～0.5<0.5基岩承载力基本值（f0）风化程度岩石类别全风化强风化中等风化微风化硬质岩石200～500500～10001000～25002500～4000软质岩石200～500500～10001000～1500岩石容许承载力表（KPa）（3）以岩石单轴饱和抗压强度（Rb）乘以折减系数（φ）求承载力的方法是最广泛应用的简便方法。承载力f=φRb折减系数选取：微风化0.2～0.33；中等风化0.17～0.25.只考虑风化因素,且只有二个档次,不易掌握.岩石名称节理不发育(间距1.0m)节理较发育(间距1～0.3m)节理发育(间距0.3～0.1m)节理极发育(间距

5、<0.1m)坚硬和半坚硬岩石(Rb>30MPa)1/7Rb(1/7～1/10)Rb(1/10～1/16)Rb(1/16～1/20)Rb软弱夹层(Rb<30MPa)1/5Rb(1/5～1/7)Rb(1/7～1/10)Rb(1/10～1/15)Rb《岩石坝基工程地质》，适用于初期设计阶段或中、小型水利工程中第二节坝基（肩）岩体的抗滑稳定分析坝基岩体抗滑稳定性指的是坝基岩体在筑坝后的各种工程荷载作用下，抵抗发生剪切破坏的性能。不同坝型对坝体和地基接触面或地基岩体中是否可能产生滑动的要求是各不相同的。坝基抗滑稳定问题是重力坝设计和重力坝工程地质勘查研究的主要课题。对于重力坝而言，很少有由于坝身受到

6、剪切破坏的坝，但是多数坝基岩体中总是存在着风化岩体。软弱夹层、断层裂隙、地下水等不利地质条件，在不利条件组合下造成坝基滑动，使大坝遭受破坏。一、坝基岩体抗滑动破坏的类型图3-5坝基滑动破坏的形式(a)表层滑动(b)浅层滑动（C）深层滑动1、表层滑动指坝体沿坝底与基岩的接触面发生剪切破坏所造成的滑动。滑动面大致是平面。坝基岩体坚硬，地基岩面处理不好或混凝土浇注不好。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常称为薄弱且可能滑动的面，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

7、的摩擦阻力大于作用在坝体上的总水平推力。一、坝基岩体抗滑动破坏的类型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，剪切破坏往往发生在浅部岩体之内，造成浅层滑动。滑动面常参差不齐。坝基岩体软弱，或岩体虽坚硬但表面部风化破碎层没有挖除干净。一、坝基岩体抗滑动破坏的类型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剪切破坏。从产生条件来看，这种浅层滑